PILES

mÎM ou eircait

cbaieor eonflaée

pondaiif a & h ré.

repré««iiUnt

dans la pila.

dactioQ du liquide

r^oergMdolapile

,1 ' Couple à ocidtt bypochlorem

Ii064c

%** Couple lie Grove à acide azotique

I fumant

3* Couple deGroTe à acide azotique con

centré ordinaire

i« Couple i acide permanganiqueel acide

snlfurique mélangés

5» Couple è acide chromique et è acide

snlfurique mélangés

aosM

fto Couple de Marié -Davy à sulfate de bi-

1 ozjde du mercure .

7" Couple (le Daniell à sulfate de cuivre

' et eau acidulée

|8n Couple à eau oxygénée et acide chlo-

rhydrique

|9* Couple de Sméu à acide ehlorbydri-

que

flOo Couple de Smée à acide bromhydrique

\n- Conpieda Smée i acide snlfurique . .

il^** Couple de Smée à acide iodbydrique

iS* Pile é snlfaie de cattre et hydrogène

j nllié au palladium, avec eau acidulée et l'hydrogène jouant le rôle de métal

électro-positif.

On remarquera que la pile qui fournit le plus de chaleur confinée est le couple à eau oxygénée et acide chlorhydrique, ce qui provient d'une combustion d'hydrogène qui n'est pas utilisée comme dans les autres piles, c'est-à-dire qui ne fait plus partie essentielle du phénomène électrique proprement dit. Or il résulte de ce fait, comme le remarque M. Favre, une conséquence importante. C'est que la chaleur mise en jeu pendant la combustion de l'hydrogène réduit dans Vélectrolyse^ est tra/nsmissible ou non tra/nsmissible au circuit^ suivant la nature du composé qui fournit P oxygène nécessaire à cette combustion. (Comptes rendus de l'Académie des sciences, tome 69, p. 39).

Synchronisme des actions électro-chimiques^ sous Vinfluence électrique, — Il est un fait remarquable sur lequel M. Favre a attiré l'attention des physiciens et qui peut expliquer certains phénomènes regardés jusqu'ici comme des anomalies, c'est l'action synchrone que tend à prendre,

sons l'influence de raction électrique, une réaction chimique quand elle se trouve en présence de plusieurs autres. On dirait d'une vibration qui cherche à se mettre à Tunisson de celles quiTentourent pour se produire d'une manière concordante avec ces dernières. Ainsi, si on étudie isolément rénergie de Faction chimique déterminée au contact du zinc et de Teau acidulée avec de Tacide azotique, on reconnaît qu'elle est moins grande (3000 calories en moins sur 43347) qu'avec Teau acidulée par de Tacide sulfurique, et qu'il ne se dégage pas d'hydrogène au moment de la formation de l'azotate de zinc, sans doute en raison de Taction de ce gaz sur l'acide azotique. Or, si on associe un couple de Smée à acide azotique à un couple de Smée à acide sulfurique, on peut constater deux effets différents suivant que le circuit est ouvert ou fermé. Dans le premier cas, le couple à acide azotique placé dans le calorimètre développe une certaine quantité de chaleur sans production de gaz, comme quand on étudie le couple isolément, mais^ dans le second cas, le dégagement de gaz se produit avec accroissement d'action calorifique, et il se dégage en quantité sensiblement égale à celle que donne le couple à acide sulfurique placé à l'intérieur. D'un autre côté, un couple à double diaphragme poreux contenant dans le compartiment moyen de l'acide azotique concentré compris entre de l'acide sulfurique dilué versé dans le compartiment positif extérieur et de l'acide également dilué occupant le compartiment négatif central, ne différera en rien, sous le rapport thermique, de ce qu'il serait si l'acide azotique concentré était remplacé par de l'acide sulfurique dilué, dès lors qu'il se trouvera associé à un couple de Smée.

Enfin, dans un voltamètre à cloison, dont les électrodes sont en platine et dont le compartiment négatif contient de l'acide sulfurique dilué, tandis que le compartiment positif contient de l'acide nitrique concentré, les choses se passent comme si les deux compartiments ne renfermaient que de l'acide sulfurique dilué. Voici du reste ce que dit M. Favre à cet égard.

c Ne peut-on pas admettre que, de même que telle vibration sonore détermine une vibration synchrone dans certains corps, à l'exclusion de certains autres et de même que telle vibration lumineuse peut provoquer une vibration synchrone dans certains composés chimiques, à l'exclusion de certains autres ; de même la vibration électro-dynamique déterminée par la chute d'une molécule métalloïdique sur le métal positif de chaque couple (pour produire un composé d'un ordre spécial), peut déterminer

une vibration synchrone dans les composés du même ordre que renferment les électrolyses et qui font partie du circuit ? Ainsi, pourvu qu'on emploie un nombre de couples suffisant, cette vibration (dont Tamplitude serait proportionnelle à Ténergie voltaïque du couple employé et croîtrait proportionnellement au nombre des couples de même nature, qui fonctionnent ensemble), peut devenir capable de porter les molécules constituantes des composés, entrant en vibration synchrone, au delà de de leurs sphères d'activité, entraînant ainsi leur séparation.

< En un mot, dans tons les corps, il y a une vibration de leurs molécules constituantes qui leur est propre, et pour dissocier ces molécules, il suffit de trouver Tagent qui peut donner lieu à une vibration synchrone d'une amplitude suffisante. > {Comptes rendus de F Académie des sciences^ tome LXXllI, p. 777.)

Conditions que doit réaliser une pile sniirant les diffé» rentes applications auxquelles on veut la soumettre. — Dans les applications électriques qui exigent un circuit très-résistant, la principale qualité d'une pile est d'avoir une force électro-motrice considérable. Quand le circuit est bien isolé, la résistance intérieure de la pile est insignifiante, car elle s'efface devant celle du circuit ; de là l'emploi avantageux qu'on a fait des piles Daniell et Marié-Davy pour la télégraphie électrique. Mais quand le circuit est soumis à des dérivations ou à des pertes, comme cela a lieu sur les lignes télégraphiques, en temps de pluie, et avec les câbles sous-marins, par suite de la conductibilité relative de leur enveloppe de gutta-percha, cette résistance des couples peut se faire sentir d'une manière fâcheuse ; car l'augmentation de résistance du circuit qui survient alors, est d'autant plus grande que la résistance de la pile est elle-même plus grande. Nous voyons en effet que la formule (^) donnant l'intensité du courant sur les lignes télégraphiques soumises à des dérivations, qui est exprimée dans le cas le plus favorable par

nE ne diffère de la formule ordinaire ^ , qui exprime Fin tensité I dans le

nn. -f- 1

/// même circuit sans dérivations, que parle facteur 1 x qui multiplie

la résistance de lapile^ et Ton comprend dès lors parfaitemeDt que plus cette résistance nR sera considérable, plus Faction des dérivations sera nuisible. Dans ce cas, la pile devra donc être peu résistante.

Quand les applications électriques auxquelles on doit soumettre une pile exigent de sa part une grande intensité, et que le circuit extérieor est peu résistant, les qualités qu'elle doit présenter sont : une grande force électro-motrice et surtout une très-faible résistance. Or, cette résistance peut-être diminuée, soit en prévenant les effets de la polarisation, soit en rapprochant Tune de l'autre les lames métalliques des couples, soit en agrandissant leur surface, soit en rendant les liquides interposés meilleurs conducteurs, soit en diminuant Tépaisseiur des vases poreu^, ou en augmentant leur porosité, soit en les aecoupbAt en séries, d'après les règles que nous avons exposées, page 148.

MOYENS MÉCANIQUES POUR RÉUNIR FACILEMENT LES DIVERS ÉLÉ^IENTS D'UNE BATTERIE VOLTAÎQUE ET LÇS GROUPER CONVENABLEMENT SUIVANT LES CONDITIONS DU CIRCUIT.

Les éléments d'une pile peuvent, ainsi qu'on l'a vu page 145, être groupés de trois manières différentes : en tension^ en quantité et en séries^ et le choix de Tun ou de l'autre de ces modes de groupement dépend des effets que l'on veut obtenir. Sans doute, si les conditions d'une ap-

plication électrique sont assez nettement déterminées pour qu'il ne puisse y avoir doute sur le mode de groupement que l'on doit adopter, il n'est besoin d'aucun appareil pour disposer la pile, et les liaisons des éléments entre eux peuvent être établies une fois pour toutes; mais, dans beaucoup de circonstances, principalement dans les recherches

expérimentales, et dans le cas où Ton veut utiliser une forte pile à plusieurs usages, un appareil permettant de grouper instantanément tous les éléments d^me pile de telle manière qu'il convient, peut être d'une très-grande utilité ; aussi a-t-on cherché souvent à disposer dans ce but un commutateur de pile, mais la solution la plus satisfaisante a été donnée par M. Lequesne, professeur à Rouen, dans un appareil auquel il a donné le nom de VoUcmériste.

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En principe, ce système se compose d'un cylindre en bois ou en caoutchouc durci c, fig. 33, à la surface duquel se trouvent fixées des découpures métalliques, disposées comme l'indique la figure 34 et sur lequel appuient deux systèmes r^r^ de lames rigides en cuivre, disposées isolément sur deux plans différents et aboutissant à des bornes d'attache 6, h\ qui sont placées elles-mêmes sur deux lignes différentes. Les parties a, al représentent la coupe des règles en ébonite, qui servent à l'isolation de ces lames, et K est un bâti en fonte qui porte tout le système.

Les pôles positifs des différents éléments de la pile sont tous reliés directement aux bornes supérieures h et les pôles négatifs aux bornes inférieures 6' ; il existe, comme on le voit sur la figure, une petite différence de longueur entre les lames inférieures et les lames supérieures.

Le cylindre e, portant les différentes combinaisons de plaques découpées, dont nous avons parlé, peut tourner sur son axe, et, par conséquent, présenter aux deux systèmes de ressorts r^ les plaques découpées. Si ces plaques^ que nous appellerons lames de contact, ont une largeur et un intervalle de séparation convenables, elles pourront rencontrer alternativement et simultanément deux par deux les deux rangées de ressorts, et établir entre les différents éléments de' la pile, des liaisons qui pourront être très-différentes et que nous allons examiner. Imaginons donc que ces lames sont découpées, ainsi qu'on le voit sur la figure 34, et supposons d'abord, que le cylindre e a été tourné de manière à faire arriver sous les deux rangées de ressorts les deux lames a et a* formant un système binaire A : la lame a correspondra aux ressorts r et la lame a' aux ressorts r', de telle sorte que, si les pôles positifs des éléments de la pile sont en rapport avec les ressorts r' et les pôles négatifs avec les ressorts r, tous les pôles de même nom communiqueront ensemble et la pile sera disposée en quantité.

Admettons maintenant, qu'ayant de nouveau tourné le cylindre, nous ayons fait arriver sous les ressorts le système binaire 6 : les trois premiers ressorts de gauche de la rangée des r, toucheront simultanément la lame b et les trois autres ressorts de la même rangée la lame 6' ; en même temps, les trois premiers ressorts de la rangée r' toucheront la lame b', alors que les trois derniers toucheront la lame 6'^ réunie à 6'. Trois des éléments de la pile seront donc disposés en quantité et la pile entière se composera de % éléments triples, dont la liaison s'effectuera en 0 parles ressorts m et <, appartenant, l'un m au pôle positif du 3* élément et l'autre / au pôle négatif du 4® élément. En raisonnant de la même mdnière, on reconnaîtrait que quand le cylindre e est tourné de manière à placer sous les deux rangées de ressorts r et r' le système binaire C, la pile se trouve divisée en trois éléments doubles et les points de liaison en tension de ces éléments doubles correspondent aux points 0' et 0". Enfin,quand on afait arriver sous les ressorts r, r' le système de lames D, qui est constitué par une série de lames assez larges pour que les deux rangées de ressorts touchent à la fois chaque lame, la pile est disposée en tensiou, car chacune des lames d, d\ d'\ etc., fait communiquer ensemble le pôle positif d'un des éléments de la pile au pôle négatif de l'élément suivant.

Dans l'exemple que nous avons choisi, la pile ne se compose que de C cléments, mais il est facile de comprendre que la même disposition se-

raît applicable à une pile d'un nombre d'éléments bien supérieur, il faudrait seulement, pour cela, que le cylindre c présentât autant de combinaisons binaires de plaques de contact, que la pile pût fournir de combinaisons, c'est-à-dire un nombre égal à celui des facteurs qui peuvent diviser exactement le nombre des éléments. Dans une pile de 24 éléments, le cylindre devrait porter 8 de ces combinaisons binaires, et il en comporterait 9 pour une pile de 36 éléments, etc., etc. Comme Tespace occupé par ces lames de contact dans le sens de la longueur du cylindre est d'autant plus grand que le nombre des éléments est plus considérable, et que le nombre des combinaisons binaires de ces lames, qui est en rapport avec le nombre des diviseurs, pourrait augmenter le diamètre du cylindre dans de trop grandes proportions pour une pile d'un trës-grand nombre d'éléments, M. Lequesne construit ses appareils pour 34 éléments seulement, et les combine ensemble en plus on moins grand nombre, quand il a à agir sur des piles plus fortes. Il suffit, pour cette combinaison, de relier les appareils les uns aux autres, en se rappelant que les bornes extrêmes de chaque appareil représentent les deux pôles de la pile à laquelle il est relié.

n va sans dire que quand on ne veut pas employer tous les éléments de la pile, il suffit de placer les fils de communication du circuit à celle des bornes d'attache qui correspond à l'élément auquel on veut s'arrêter.

Le système que nous venons de décrire, dans sa construction pratique, a pu être considérablement simplifié par la liaison, à l'intérieur même du cylindre commutateur, des plaques de contact entre elles. On pourra avoir une idée exacte de l'appareil, tel qu'il est actuellement fourni par M. Lequesne, par la planche I que nous donnons ci-contre.

Dans cette planche, la fig. 1 représente une vue de face de l'instrument disposé pour une pile de 12 éléments ; la fig. % une vue de bout ; la fig. 3, une vue partielle en dessus ;' la fig. 4, une section longitudinale du cylindre commutateur ; la fig. 5, une section transversale du même cylindre ; la fig. 6, le développement du cylindre commutateur et des lames frottantes ; la fig. 7, un détail du rochet et du cliquet servant à déterminer les positions d'arrêt du cylindre pour correspondre aux différents genres de groupement des éléments de la pile ; la fig. 8, un croquis du commutateur réduit à sa plus simple expression, c'est-k-dire pour une pile de deux couples.

Les tiges recourbées NN représentent les fils recouverts de gutta-

28a TECHNOLOGIE ÉLECTRIQUE,

percha qui réunissent les différents pôles des piles aux lames frottanies du commutateur ; le premier de ces fils, à gauche, correspond au pôle zinc du premier élément de la pile, le dernier, à droite, correspond^ pôle positif du dernier élément. Ils sont reliés par les frotteurs I, J, les lames G,F et les tourillons du cylindre commutateur, aux deux boutons d'attache H, H, où sont fixés les rhéophores du circuit.

La disposition des lames découpées est nettement indiquée dans la fig. 6, mais il faut savoir que toutes les lames indiquées par la lettre G, communiquent ensemble métalliquement par une liaison intérieure. Il en est de même des lames F. Cette liaison intérieure est effectuée à l'aide de deux bandes de cuivre très-minces, logées dans les rainures a et /î, et ces bandes se trouvent disposées de telle façon, que l'une, correspondante aux rainures ^> peut passer au-dessus des plaques F sans les toucher et communique seulement avec les plaques G, tandis que l'autre bande correspondante aux rainures a est en contact avec les plaques P. On peut voir, du reste, ce système de communication dans la %. 4.

Quand les frotteurs I, J, correspondent à la génératrice du cylindre passant par le chiffre \% tous les éléments de la pile sont disposés en tension, et la pile est en conséquence composée de 12 éléments ; car le le courant marche alors de H en FCD, de F en J, puis en I, puis en E, puis en J, puis en I, et ainsi de suite d'élément à élément, jusqu'à la lame AB et au bouton H.

Quand les frotteurs I, J, correspondent au chiffre 4, 'la pile est disposée en séries de quatre éléments triples ; en effet, le courant arrivé à la plaque CD, suit la marche que nous avons étudiée précédemment jusqu'à la troisième lame E, mais arrivé à cette lame, le ressort J qui ('.ommunique avec elle par Tintermédiaire du ressort I, touche une des lames G qui communique à la plaque AB, laquelle complète le circuit. On a donc ainsi quatre éléments' en tension qui peuvent fournir leur courant au circuit extérieur. Mais en même temps, le ressort J appartenant à une autre série d'éléments, touche la plaque F en rapport avec la plaque terminale CD, et les autres ressorts en touchant trois nouvelles lames E, constituent une nouvelle série de quatre éléments en tension, qui, par les lames G et F, se trouvent mis en rapport avec les deux bouts du circuit, de manière à ce que les pôles de même nom aux extrémités des deux séries communiquent ensemble. Oes deux, séries

sont donc disposées comme si deux éléments comprenant chaicun quatre éléments en tension , étaient réunis en quantité ; et, comme les mémas ^ets se reproduisent pour la dernière série des quatre éléments restants, on peut dire que la pile se trouve disposée de cette manière en trois groupes d'éléments réunis en quantité, chacun de ces éléments étant constitué par quatre éléments en tension. Cette disposition est, il est vrai, Tin verse de celle que nous avons discutée page 146 ; maïs Teffet est exactement le même. En effet, si nous ne considérons qu'un seul des trois groupes, l'intensité du courant fourni aura pour

expression — , et si on réunit en quantité trois de ces éléments

midtiples, Texpression précédente deviendra :

c'est-à-dire celle qui répond à Tintensité de quatre éléments triples en surface.

En faisant avancer les frotteurs I, J sur la génératrice du cylindi*e correspondante au n® 2, on s'assurerait, en suivant le courant dans sa marche, comme nous Tavons fait précédemment, que la pile serait disposée en six éléments sextuples en surface, et lorsque ces frotteurs seraient sur la génératrice correspondante au chiffre 1 , tous les éléments de la pile seraient réunis en quantité, c'estrà-dire ne formeraient qu'un seul élément.

Enfin, en suivant totijours le même raisonnement, on reconnaîtrait que les ressorts I, J, étant placés vis-à-vis le chiffre 3, la pile serait formée de trois éléments quadruples en surface, et elle serait composée de six éléments d'une surface double, si ces ressorts coiTespondaient au chiffire 6.

APPAREILS DÉPOLARISATEURS A MOUVEMENT.

Afin de rendre constantes les actions électroly tiques, M. Becquerel a imaginé des appareils auxquels il a donné le nom de dépolarisateurs, et dont Teffet est effectivement de dépolariser continuellement deux lames de platine en communication avec la source électrique, et destinées à réagir sur la dissolution que Ton veut soumettre à l action électrique.

L'un des systèmes de ces appareils est formé d'un vase en verre cylin-

driqne renfermant Télectrolyse et dont le bord supérieur est recouvert d*une garniture métallique, interrompue en deux points. Chacune des moitiés est mise en communication avec Tun des pôles d'un couple à force constante. Sur cette garniture viennent s'appliquer avec pression les deux extrémités d'une traverse horizontale mobile en laiton, destinée à prendre les électricités de la source. La traverse est interrompue sur une longueur d'un centimètre, par une tige d'ivoire servant d'isolant. A chacune des branches de la traverse est fixée une lame de platine qui vient plonger dans le liquide du vase. De chacune de ces mêmes branches part une lame de cuivre formant ressort, qui vient s'appliquer sur un interrupteur cylindrique mobile placé au-dessus et mis en rapport avec une boussole des sinus ou un multiplicateur. On imprime à tout le système un mouvement de rotation au moyen d'un engrenage et d'un moteur quelconque. À l'aide du double interrupteur, les deux lames de platine étant sans cesse dépolarisées, et la même espèce d'électricité entrant toujours par le même bout du fil fermant le circuit de la boussole ou du multiplicateur, le courant est constant.

Le second appareil s'applique surtout à l'éleclrolysation de liquides différents, appelés à réagir l'un sur l'autre \ il est pourvu également d'un interrupteur, mais il est construit de telle sorte, que les deux lames de platine se trouvent chacune dans un vase séparé, renfermant un liquide différent. Ces lames peuvent, au moyen d'un mécanisme particulier, passer d'un vase dans l'autre, où elles se dépolarisent. Entre les deux vases se trouve un support en verre où l'on place l'intermédiaire qui doit mettre en présence les deux liquides appelés à réagir l'un sur l'autre, lesquels sont en relation avec les liquides des vases, au moyen de mèches de coton imbibées d'eau. Avec ces dispositions, le courant électrique résultant de la réaction chimique est constant. (Voir l'ouvrage de M. Becquerel, l«'vol.,p. 190.)