PRÉCIS HISTORIQUE ÉLÉMENTAIRE DE L'ÉLECTRICITÉ

CHAIMTBK PHEMIEB

<>n donne le nom d'électricité i\ la science qui a pour objet l'élude des phénomènes produits, suivant l'opinion générale, par un fluide impondérable désigné aussi sous le nom d'électricité. Cette dénomination d'impondérable ou d impondéré, comme disent plus exactement quelques auteurs, indique non-seulenient que le fluide é!ectrique n'a pu être pesé, mais encore qu'il est impossible de le considérer isolément, sous forme tangible, comme, par exemple, le fer, l'eau ou l'air. Tour se faire une idée de l'électricité, il faut examiner les modifications produites par

elle dans la matière des corps où elle se présente, ou, pour mieux dire, 1« s propriétés qu'elle leur comme nique, différentes de celles qu'ils possédaient avant la présence de I électricité : il faut concevoir enfin un corps impalpable et non susceptible d être isolé. Les physiciens admettent que les phénomènes électriques sont dus à l'existence d'un fluide spécial, parce que 1 élude de ces phénomènes démontre que leur cause ne peut être attribuée à la substance propre des corps où ils ont lieu ; il en est de même pour la chaleur et la lumière. L état actuel de la science nous contraint d'adopter celte théorie dans le cours de cet ouvrage; mais il en est une autre éloquemment soutenue par tirove et acceptée par d'autres physiciens éminents, qui considèrent 1 électricité comme une force modifiant la matière, et non comme la matière ellemême à l'état impondérable.

Et qu'on ne croie pas que nous allons élever sur des fondements peu solides un édifice que le moindre souffle pourrait renverser. Dans I étude des sciences physiques, la connaissance exacte des faits forme la partie principale, la base, pour ainsi dire, sur laquelle doivent reposer toutes les déductions qui conduisent à la découverte de nouveaux faits; et, si la théorie est chose très-importante, ce n'est pas tant parce qu'elle donne la véritable explication des phénomènes, — explication qui peut-être restera toujours obscure pour l'homme, — que parce qu elle nous permet de grouper les faits dans notre esprit, de les rapporter les uns aux autres, et qu'elle nous aide à tirer des conséquences plus ou moins exactes, mais toujours utiles. Quelle que soit la théorie ou plutôt, l'hypothèse par laquelle nous expliquons un fait, nous devons la croire utile, indispensable, et ne la repousser que lorsque nous pouvons la remplacer par une meilleure; et cejlc-là sera la meilleure qui expliquera un plus grand nombre de faits sans recourir à de nouvelles inductions; qui se rapprochera le plus d'une démonstration tendant à prouver l'unité, la simplicité de l'œuvre de Dieu. C'est ce qui nous fait croire à la supériorité de la théorie qui considère l'électricité, ainsi que le mouvement, comme une force; mais, comme elle n'est pas encore très-répandue, comme la plupart des ; hysiciens ne font pas encore adop-

léo, et que le plus grand nombre des ouvrages sont écrits d'après l'opinion contraire, nous nous réservons de traiter celle matière dans un travail spécial, et nous admettrons dans celui-ci qu'on peut définir l'électricité, comme le faitGanot, de la manière suivante : L électricité est un agent physique puissant dont la présence se manifeste par des attractions et des répulsions, par des apparences lumineuses, par des commotions violentes, par des décompositions chimiques et un grand nombre d'autres phénomènes, et que les causes qui la développent sont le frottement, la pression, les actions chimiques, la chaleur, le magnétisme et 1 électricité elle-même.

Parmi les phénomènes électriques, quelques-uns étaient connus dès les temps les plus reculés : déjà les Grecs, six cents ans avant Jésus Christ, avaient observé que le frottement donnait au succin ou ambre jaune la propriété d'attirer les corps légers, ce qui lui fit donner le nom d yjXEy-psv (de s/auto, j'attire), qui est au<si l étymologie du mot par lequel on désigne la science qui traite de ces phénomènes et de plusieurs autres qui doivent probablement leur origine à la même cause.

Celte propriété d'attirer, qui au point où en est la science, ne doit poinl être confondue avec celle que possèdent les aimants, ou celle que nous verrons plus tard dans les électro-aimants, ne fut point utilisée et ne donna même lieu à d'autre découverte que celle d une semblable propriété dans le jais, l'agate, la tourmaline et plusieurs autres corps dont le docteur Gilbert publia la liste à la tin du seizième siècle, jusqu'à ce qu'enfin, vers la moitié du dix-septième, le docteur Wall découvrit l'étincelle électrique par le frottement d'un grand cylindre de succin avec un morceau de flanelle : eu approchant son doigt, il obtint pour la première fois celte lumière bleuâtre et ce bruit sec qui la caractérisent. Quelques auteurs attribuent celte découverte à Royle, le premier qui eut l'idée d'essayer l'action de l'électricité sur une «iguille aimantée, et celle de nettoyer et chauffer les corps avant «le les frotter. D'autres supposent que ce fut Otto de Guericke qui se servit, pour développer le fluide électrique, d'une sphère de soufre fixée sur un axe auquel il imprimait avec la main un

mouvement de rolation ; ce qui fait qu'on le désigne au»si comme l'inventeur de la machine électrique.

Aux importants travaux d'Hawksbée, en 1709, succéda bientôt la belle découverte du docteur Stephen Gray ; elle eut lieu en 1727, et créa la division des corps en idio-êlectriques et unélectriques. Les premiers sont ceux qui développent l'électricité, mais sans la conduire, tandis que les seconds, au contraire, sont ceux qui la conduisent et chez lesquels elle ne se manifeste que lorsqu'on les met en contact avec un corps idio-électrique sur lequel elle a été développée, tout en ayant soin d'éviter le contact d'autres corps de la môme espèce.

Les ailleurs ne s'accordent pas dans la relation du fait qui a donné lieu à celle découverte; nous adopterons la version de l'ouillet, laquelle a l'avantage de mettre en lumière une autre propriété fort importante de l'électricité.

« Gray, après avoir èlectrisé un tube de verre ouvert par les deux bouts, voulut voir s'il obtiendrait les mêmes résultats en fermant le tube avec un bouchon de liège; car à cette époque la science était encore si peu avancée, que l'on essayait de tout au hasard ; on n'avait rien pour se conduire, pas même un système. Or, en faisant l'expérience, Gray s'aperçut avec un grand étonnernent que le bouchon lui-même était devenu électrique, taudis qu'il i e l'est jamais lorsqu'on le frolte directement. Une tige de métal phlnlée cans le bouchon devint électrique comme lui; une tige plus longue le devint pareillement, et l'habile observateur ne se lassait pas de répéter des expériences aussi curieuses. Voyant qu'il ne pouvait pas, dans son cabinet ajuster au bouchon des tiges assez longues, il imagine de monter au premier étage, et de suspendre à son tube électrique un lil de métal qui descende jusqu'au sol; il frotte le tube, et un de ses amis présente des corps légers à l'extrémité du fil. Ghosc surprenante! les corps légers y sont vivement attirés. On répèle l'expérience au second et au troisième étage, et toujours avec le même succès. Donc le métal a la propriété de transmettre f électricité: et, puisqu'il la transmet instantanément, il tant que l'électricité soit comme une espèce de fluide qui passe du verre au métal et qui se répand inslan-

ÉLECTRICITÉ STATIQl'K. 2»

(alternent. » La pratique a démontré plus lard cette propriété, qui commençait à se manifester alors, que la distance à laquelle peut se transmettre l'électricité est infinie, pourvu que le conducteur soit parfaitement isolé, c'est-à-dire séparé des autres corps bons conducteurs ou anélectriques.

La découverte de Gray amena naturellement la division des corps en deux groupes : tous ceux que renferme la nature y sont compris ; c'est pourquoi Dcsaguïllers proposa de les distinguer en appelant les uns électriques ou non conducteurs, et les autres, non électriques ou conducteurs. Mais, quoique la conductibilité provienne d'une cause permanente qui est la nature de sa sul>stance, elle est due aussi à plusieurs autres causes dont il est difficile d'apprécier l'influence et parmi lesquelles figure le plus ou moins d'humidité dont les corps sont imprégnés : il serait donc plus exact de nommer ces derniers bons ou mauvais conducteurs, car il n'en est aucun qui soit absolument idio-élce trique.

I>es corps mauvais conducteurs de l'électricité sont : la gomme laque, la soie, le verre, la résine, la gutta-pe relia, le caoutchouc, etc.; ils ont reçu le nom de corps isolants, parce que, l'air sec étant un très-mauvais conducteur, et la terre, au contraire, éminemment anélectrique, si l'on fait reposer un corps électrisé sur un de ces isoloirs, il conservera longtemps son électricité. f,cs métaux sont les meilleurs conducteurs que nous connaissions : un fil métallique de plusieurs lieues de long devient électrique instantanément dans toute son étendue dès qu'on applique sur un point quelconque de sa longueur un corps électrisé, et il conservera l'électricité ainsi acquise, si, comme nous venons de le dire, il est entouré d'une atmosphère sèche, et s'il repose sur <H substances isolantes. Nous devons faire remarquer toutefois qu'on n'obtient jamais un isolement parfait, et que plus la charge •>u tension électrique est forte, plus il faut de soin dans le choix •le la substance composant les isoloirs, ainsi que pour leurs formes et dimensions. La déperdition électrique diminue grafoellemcnt en raison de la tension électrique, et l'on peut même b regarder comme nulle si on a le soin de donner aux isoloirs

su l'Electricité et les chemins de fer.

une longueur suffisante. Coulomb a démontré que cette longueur doit être proportionnelle au carré de la tension électrique du corps à isoler. Avec ces précautions, l'isolement au moyen de la gomrne laque est presque parfait ; mais le verre, qui est hygrométrique, nécessite un séchage fréquent.

En faisant l'expérience de l'attraction d'un corps léger par un corps électrisé, on observa que le premier était repoussé dés qu'il s'éleclrisail lui même par le contact; on remarqua aussi que, quand le corps électrisé était une tige de verre, le corps léger était vivement attiré par une tige de résine également électrisée. Symner, d'après les uns, Dufay, d'après les autres, en 1733, conclurent de ce double fait qu'il y avait deux électricités différentes par leur origine et leurs effets ; que toutes deux étaient en équilibre dans tous les corps à l'état naturel, mais que, dès que par un moyen quelconque on rompait cet équilibre, il se manifestait sur les uns une électricité identique à celle de la tige de verre, et sur les autres une électricité identique ù celle de la tige de résire, ce qui ht donner à la première le nom d'électricité vitrée, et à la seconde celui d'électricité résineuse.

Franklin et d'autres physiciens ont voulu expliquer le phénomène a\ec une seule électricité, en admettant qu'elle se trouvait tantôt en excès, tantôt en quantité trop faible; de là la dénomination d'électricité positive donnée à l'électricité vitrée, et celle d'électricité négative à l'électricité résineuse.

Quelle que soit la théorie adoptée, tout ce qu'on a dit sur l'origine de l'électricité est si vague, que noHs croyons inutile de rappeler les hypothèses de Newton, de l'abbé Nollet et d'autres a ce sujet. Nous mentionnons seulement celles de Symner et de Franklin, parce que la première est la plus généralement admise, et (pi on a emprunté à la seconde les termes d'électricité positive et négative, employés dans tous les ouvrages de physique. On s'aperçoit par cela même qu'il n'y a rien de positif dans ces théories et qu'on ne doit y voir qu'un moyen de convention pour que tous puissent s'expliquer d'une manière uniforme les phénomènes électriques, qui sont toujours les mêmes, et qu'on peut énoncer sans se prononcer pour l'une ou pour l'autre

des deux théories, en disant que les électricités du même nom se repoussent, et que celles du nom contraire s attirent.

L'électricité a une autre propriété que nous ne devons pas passer sous silence, c'est celle de se communiquer, plus ou moins facilement, selon la conductibilité des corps et l'étendue de leur surface : et qu'on ne perde pas de vue cette dernière circonstance, car il faut, pour qu'un corps abandonne la presque totalité de son fluide, qu'il soit mis en contact avec une surface beaucoup plus grande que la sienne propre. Or, comme la terre est infiniment grande eu comparaison de tous les corps qu'il est en notre pouvoir d électriser, il arrive qu'en mettant en communication avec le sol un corps quelconque électrisé. il perd tout le fluide qu'il renfermait; c'est pourquoi on considéic la terre comme le réservoir commun de l'électricité.

Quand on opère un contact entre des corps mauvais conducteurs, ils ne perdent leur électricité que dans l'étendue des surfaces qui se touchent ; les corps bons conducteurs, au contraire, perdent la leur dans toute l'étendue de leur surface, et les corps intermédiaires entre les idio-électriques et les anélectriques l'abandonnent ou la reçoivent autour des points de contact dans une proportion d'autant plus grande qu'ils sont meilleurs conducteurs.

L'électricité n'exige pas toujours le contact : elle peut se communiquer aussi à distance en se précipitant sur les eorps en raison de sa conductibilité ; mais, dans ce cas, a lieu le curieux phénomène de l'étincelle dont nous avons mentionné la découverte, phénomène fort intéressant, à la description duquel la crainte d'être prolixe nous empêche de donner tous les développements qu'il mérite et auquel nous ne pouvons accorder que quelques instants.

Us plus grandes charges électriques accumulées dans les corps ne donnent aucune apparence lumineuse tant que l'équilibre existe et que le fluide est en repos, de sorte que la condition première pour la production de la lumière électrique, — c'est ainsi qu'on appelle l'étincelle en question, — est le mouvement des fluides ou la rupture de l'équilibre; mais celte condition indispeu-

j<2 L ÉLECTRICITÉ HT LES CHEMINS DE F K H,

sable n'est pas toujours suffisante, il faut encore que la tension des fluides, c'est-à-dire leur tendance à se réunir pour établir l'équilibre soit très-considérable. Par exemple, l'électricité d'une machine ordinaire, que nuus décriions plus lard, ne produit pas de lumière sensible quand elle passe à la terre par un fil mélallique, tandis qu'au contraire nue machine puissante peut entourer d'une auréole brillante un fil de fer long de 15 à 2(1 mètres en communication avec la terre ; et il doit être en communication parfaite, car le passage de l'électricité a lieu, comme nous l'avons dit, en raison des surfaces.

La tension nécessaire pour produire la lumière électrique e*( aussi essentiellement subordonnée à l'état, à la forme et au degré de conductibilité du milieu où se meuvent les fluides : ainsi, si ces derniers sont transmis par une corde de chanvre, ils ne produiront pas une lumière à beaucoup près comparable à celle qu'on obtiendrait avec un fil métallique, .quand bien même la tension serait plus grande dans le premier cas.

La distance à laquelle ou peut tirer l'étincelle d'un corps électrisé dépend du degré de conductibilité de sa substance, de l'étendue de sa surface et de l'épaisseur de la couche électrique dont il est chargé, car l'unique condition du départ de l'étincelle, c'est qu'elle puisse vaincre la résistance de l'air ; voilà pourquoi, dans les corps anguleux et terminés par des pointes, l'électricité, comme nous le verrons plus loin, se décharge spontanément, même avec une tension minime du fluide, tandis que, dans les corps arrondis, il faut de très-fortes charges pour faire jaillir spontanément l'étincelle; mais il suffit de leur présenter un conducteur en communication avec la terre pour que celui-ci ait à l'instant une action par influence1, c'est-à-dire que le fluide libre du corps éleclrisé attire le fluide contraire qui était combiné dans la terre, et, ce fluide s accumulant eu raison de l'étendue des surfaces, l'étincelle part après avoir vaincu la résistance de l'air qui comprimait pour ainsi dire les deux surfaces.

Quel que soit le nombre de petites interruptions d'un conduc-

1 Voyez ce que nous «lisons, pages 35 et suivant*'*, à propos de lY*lcclrieité par influence et «les électricités dissimulées.

lunr, 1 étincelle jaillira dans toutes, pourvu que le fluide ail assez de tension pour vaincre la résistance qu'il trouve dans la plus grande; nous verrons cependant, quand nous parlerons de l'électricHé développée par l'induction, que ce n'est pas un fait constant, et qu'il fout encore se livrer à des recherches afin de déterminer les différences qui peuvent exister entre l'électricité provenant du frottement, qui est celle dont nous nous occupons en ce moment, et celle dite d'induction, par les raisons que nous développerons en temps et lieu.

L'étincelle électrique développe une certaine quantité de chaleur, puisqu'elle produit quelquefois les effets du feu ; et même elle les surpasse, comme nous aurons l'occasion de le voir, et devient un des plus puissants agents de la chimie. Une bougie qu'on vient d'éteindre se rallume au moment où jaillit l'étincelle si on tient la mèche dans l'intervalle ; on peut aussi cntlammer lelher, l'alcool, la poudre à canon, et les gaz détonants quand les interruptions où jaillit l'étincelle sont convenablement disposées. Cette dernière fond aussi les, métaux et volatilise même ceux qui résistent à l'action d'un feu très-intense, l'or, par exemple, et cela avec une rapidité telle, que, lorsqu'on soumet à l'action d'une étincelle énergique un fil d'or recouvert de soie, l'or disparait sans que la soie éprouve la moindre altération.

Pour enflammer un gaz ou un liquide, on emploie l'appareil que représente la figure 1 , et connu sous le nom de pistolet de Voila. C'est un vase de métal fermé avec un bouchon de liège; une tige métallique, terminée par deux petites boules, traverse les parois du vase sans les toucher, en passant par un tube en verre auquel on la fait adhérer au moyen de cire à cacheter; eu face de la boule qui est à l'intérieur, ù une distance de deux ou trois millimètres, Fis 1-

on place quelquefois, quoique cela ne soit pas indispensable, une autre boule communiquant avec les parois du vase, lesquelles, à leur tour, sont en communication avec le sol par un moyen quelconque, de manière qu'en approchant la boule exté-

rieure d'un corps électrisé capable de produire une étincelle, l'électricité parcourt la tige métallique, passe de la boule intérieure aux parois du vase à travers le gaz remplissant le pistolet, et court se précipiter sur le sol. Si le gaz est détonant, comme par exemple un mélange d'hydrogène et d'air atmosphérique, il s'enflamme au contact de l'étincelle qui jaillit entre les deux boules, el le bouchon est chassé avec une force et un bruit proportionnels à la quantité et à la qualité du gaz employé pour l'expérience. Si, au lieu d'un gaz, on introduit dans le pistolet un liquide ne produisant pas, à la température ordinaire, des vapeurs susceptibles de s'enflammer, comme l'alcool, il faut avoir soin de faire partir l'étincelle à la surface même du liquide.

Pour enflammer la poudre à canon et d'autres substances solides, on peut se servir de l'appareil représenté par la figure 2,

appelé mortier électrique, et qu'on emploie dans les cabinets de physique pour essayer l'explosion des gaz. C'est un petit mortier Jail d'une matière non conductrice, du verre ou de l'ivoire, et dont les parois sont traversées par deux tiges métalliques qui se terminent en pointe très-près l'une de l'autre , dans l'intérieur du mortier. Comme le pist,g' 1 tolet de Volta, cet appareil est hermétique-

ment fermé au moyen d'une boule en bois, qui est lancée par l'explosion aussitôt qu'on enflamme le corps renfermé à l'intérieur, inflammation (pi on obtient en mettant en communication avec la terre l'anneau ou la boule qui termine extérieurement l'une des liges et en approchant du corps électrisé la petite boule adhérente à l'autre tige.

Nous verrons plus tard qu'on peut produire l'inflammation de la poudre à canon directement, sans le mortier électrique, en préparant des pétards dont nous donnerons la description.

La découverte de la bouteille de Leyde, faite par Muschenbroéck en 1740, n'est pas inoins importante que celles dont nous avons déjà parlé. D'après quelques historiens, c'est à Von Klcist qu'on devrait l'idée première de cet appareil, car c'est lui qui le pre-

niicr fil usage, pour ses expériences, d'une liole pourvue d'un fil métallique pénétrant à l'intérieur.

Afin de faire bien comprendre toute l'importance de cet appareil si simple, tout en n'accordant à sa description que peu de mots, nous la ferons précéder de quelques lignes sur l'électricité pur influence, dont les phénomènes furent observés d'abord par les missionnaires de Péking, quoique, d'après Arago, il ne les lirenf connaître en Europe qu'en 1755, lorsque Canton en avait déjà parlé dans un mémoire lu à la Société royale le 6 décembre 1733. Ce sont Wilke et OEpinus, au milieu du dix-huitième siècle, qui ont le plus contribué à faire progresser cette partie de la science.

Nous avons vu que les fluides électriques de môme nom se repoussent, et que ceux de nom contraire s'attirent. Ces attractions et répulsions ont lieu non-seulement avec les lluides libres et déjà séparés, mais aussi avec les lluides combinés ou en équilibre existant dans tous les corps. 11 en résulte qu'un corps conducteur peut se constituer en un état électrique particulier, sans recevoir ni perdre la moindre parcelle de fluide : étal dû à la cause dont il dépend et disparaissant avec elle. Cette électricité, qui se produit toujours à distance, c'est-à-dire sans le contact des corps inlluent et influencé, a reçu le nom* d électricité ppr influence.

Soit, par exemple, nn' (fig. 3) un anneau de cuivre suspendu à une tige ou crochet de verre, auquel sont attachés deux fils métalliques très-fins terminés par deux petites houles de moelle de sureau bb. Si on approche de l'anneau, sans le toucher, un corps r étectrisé négativement, les deux boules se sépareront et prendront la position b'b\ et la divergence sera d'autant plus grande, que l'on approchera davantage le corps r de l'anneau, sans déterminer toutefois l'étincelle. On peut aisément se con- F»s- 3 vaincre qu'il n'y a pas communication à travers l'air, car, aussitôt ■qu'on éloigne de l'anneau le corps r, la dislance diminue gra-

30 1/ÉLECTIHClTÉ ET LES CHEMINS DE FER.

ducUenymt entre les deux boules jusqu'à ee qu'elle devienne nulle quand l'éloignemcnt est assez considérable, ce qui n arriverait pas si le corps r leur avait communiqué la moindre quantité d'électricité. 11 est donc évident que le fluide naturel de l'anneau et des boules est décomposé sous l'influence du corps électrisé r, et, si celui-ci est négatif, comme nous l avons supposé, tout le fluide positif se porte sur l'anneau attiré par le corps r, et le fluide négatif sur les boules par l'effet de la répulsion, c'està-dire qu'il n'y a qu'un changement de place dans les fluides, qui se recomposent de nouveau par l'effet de leur mutuelle attraction quand l'influence du corps électrisé cesse de se faire

sentir. m mx . . „

Supposons maintenant deux disques aa' (fig. 4) places en face l'un de Vautre et séparés par un corps mauvais conducteur il : si

le disque a est chargé d'électricité positive et le disque a! d'électricité négative, ces deux électricités s'attirent mutuellement à travers la plaque », et, par l'effort qu'elles font pour se réunir, elles exercent une tension ou pression sur les deux faces opposées. On dit alors que ces électricités sont dissimulées; et, en effet, quand les disques sont chargés, on peut les toucher séparément, mais non à la fois, sans que le fluide que contient l'un se précipite sur le sol, car il est retenu par l'action du fluide de l'autre, qui est supérieure à la force répulsive qui lui est propre, ou, pour mieux dire, à sa tendance de transmission vers le réservoir commun.

Si, au lieu de charger les deux disques avec des électricités différentes, on met l'un d'eux, a' par exemple, en communication avec la terre et qu'on charge le disque a d'électricité positive, celle-ci décompose par influence l'électricité naturelle du disque a à travers la plaque de verre n (jouant ici le rôle de l'air ou espace intermédiaire entre le corps r et l'anneau un de la ti-

Fig. 4.

gure 3), attire vers lui le fluide négatif et repousse le positif vers la terre; et les électricités restent dissimulées sur les surfaces intérieures des disques, comme comprimant la plaque n et tendant à se réunir à travers elle. C'est d'après ce principe que Volta a construit l'électrophore, que nous décrirons plus tard, et le condensateur qui porte son nom.

11 est facile d'accumuler ainsi une quantité considérable de lluide dissimulé, car le plateau a peut recevoir à chaque instant une nouvelle charge de lluide positif et décomposer une nouvelle quantité de lluide neutre sur le plateau opposé; mais cette accumulation a ses limites, 4° parce que la quantité d'électricité accumulée directement sur les plateaux est proportionnelle à leur surface et en raison inverse de l'épaisseur de la plaque isolante, de sorte que, si l'on augmente la tension sur les surfaces intérieures quand la plaque est mince, le fluide peut se frayer un passage au travers; 2° parce que la tension, quoique bien plus forte sur les surfaces intérieures que sur les surfaces extérieures, n'en existe pas moins, et il vient un moment où elle surpasse la pression de l'air, et le plateau perd une quantité d'électricité égale à celle qu'il reçoit.

Après les explications que nous venons de donner sur l'électricité par influence et l'électricité dissimulée, il sera aisé de comprendre l'objet et l'utilité de la bouteille de Leyde, que nous pourrons maintenant décrire en quelques mot§. C'est un verre ou plutôt une bouteille de verre (fig. 5) garnie extérieurement avec une feuille d'or, d'étain, ou tout autre corps anélectriquc qui laisse à nu le verre à une distance assez grande du goulot : elle est remplie intérieurement, jusqu'à la moitié au moins, de feuilles d'or, de cuivre, de mercure ou toute autre substance conductrice. On assujettit au goulot, au moyen d'un bouchon de liège, une branche métallique qui pénètre jusqu'au fond et se termine en boule par son extrémité opposée. L'espace compris entre la feuille métallique, qui s'ap-

pelle aï-mature extérieure, et h tige qq', qui reçoit les noms de bouton, crochet ou armature intérieure, est soigneusement verni avec de la gomme laque.

La bouteille de verre n'est donc qu'une plaque d une substance peu conductrice ; les armatures extérieure et intérieure remplacent les plateaux a et a' de la figure 4; et, par conséquent, cel appareil nous permet d'accumuler une grande quantité d électricité; pour tout dire enfin, c'est un condensateur d'une immense utilité pour la science, qui lui doit une grande partie de ses progrès.

Que ce soit la plaque de la figure 4 ou la bouteille de la figure 5 que l'on ail chargée de la façon ci-dessus décrite, les fluides dissimulés peuvent être recomposés lentement ou d une manière instantanée.

La recomposition ou décharge lente présente des phénomènes curieux qui prouvent l'exactitude de la théorie sur l'électricité dissimulée, et celle de la loi sur la répulsion des électricités du même nom; c'est pourquoi nous allons dire comment se fait l'expérience dans les cabinets de physique.

Les plateaux a et a' ifig. 6) étant chargés d'électricités contraires

et convenablement isolés par une plaque idio-électrique, on y suspend deux petites boules pp' de manière qu'elles communiquent avec les surfaces extérieures des plateaux : immédiatement il y aura répulsion entre elles, car elles se chargent de l'électricité libre que renferment les plateaux.

En touchant l'un d'eux, le plateau a, par exemple, on fait jaillir une petite étincelle, la houle p s'approche du plateau et la boule p' s'en éloigne, comme si le plateau a avait reçu une nouvelle charge; mais cette répulsion plus grande n'est due qu'au fluide résineux qui devient libre par la perle de fluide vitré qu'éprouve le plateau a lorsqu'on y touche; si l'on touche le plateau a', la boule p1 tombera et la boule p se détachera : l'on peut continuer de la

môme manière jusqu'à ce que l'appareil soit entièrement déchargé.

La décharge subite est beaucoup plus importante pour notre objet : nous nous arrêterons donc quelques instants afin de l'expliquer.

On la provoque au moyen de l'excitateur bcb' (fig. 7), dont les deux arcs en cuivre ou laiton bc, b'c, tournent autour de la charnière c; ils sont pourvus de deux manches isolants tnro', afin que l'opérateur soit à l'abri des conséquences de la décharge. Les plateaux étant disposés de la manière indiquée page 36, on touche l'un d'eux avec la boule b de l'excitateur, et, si ensuite on approche la boule y à une certaine distance de l'autre, l'étincelle part avec le bruil et la lumière caractéristiques du lluide électrique. La tension qui a lieu au point de contact b et la tendance du lluide à se trans- Fis- 7

mettre à travers ou plutôt par la surface des corps conducteurs font qu'une partie du lluide négatif dont est chargé le plateau é se porte sur le point b' en passant par les bl anches de l'excitateur; là il se trouve en présence du Unifie positif du plateau e, et, sa tension n'éprouvant d'autre résistance que celle de l'air, il finit par en triompher aussitôt que la couche interposée diminue avec la distance, et les deux fluides se recomposent.

Les décharges lente et subite que nous venons d'examiner dans 1 électricité par influence produisent dans les molécules pondérables des corps des effets chimiques ou des secousses mécaniques fort remarquables, auxquelles on a donné le nom de choc en retour, afin d'en faire la distinction avec le choc direct. Celui-ci a lieu quand un corps chargé d'une électricité quelconque s'ap-

L LLLrilUCn £ L'I LLs <:HLM1>5 Ht FER.

proche a une certaine distance d un bon conducteur et lui enlève î ♦'•Je''lri<-ité du nom contraire qui est nécessaire à ce corps pour neutraliser celle «ju î) avait d abord. \a? choc en retour est produit par la recomposition de deux électricités séparées par influence dans le corps même, — non point hors de sa masse, ni l une ni l'autre, mais transportées sur les points extrêmes, — et c'est dans ce mouvement qu'on dit que les fluides exercent une pression pour se réunir et ébranlent les molécules du corps.

(Juarid le corps conducteur qui reçoit F influence électrique n'est pas en communication directe avec la terre, il peut se faire qu'il perde 'peu à peu l'électricité repoussée; et alors, quand la cause décomposante a disparu, il perd tout à coup, par une seule étincelle, l'électricité qui restait accumulée sur sa surlace.

Comme nous l avons vu, les appareils pour accumuler l'électricité consistent principalement en deux plaques conductrices séparées par une troisième d une substance isolante, et on les appelle condensuteurs. 11 y en a de différentes formes, et leur nom est modifié selon l'usage auquel on les applique. Ayant décrit déjà le condensateur à plaques de verre (fig. 4), dont nous nous sommes servi pour démontrer la théorie de l'électricité dissimulée, et la bouteille de Leyde, nous mentionnerons seulement le condensateur à feuilles d'or (fig. 8), qui sert à faire distinguer les corps dans lesquels une électricité quelconque s'est développée, ce qui lui a fait donner aussi le nom d' électroscope (du grec V i/.T^sv, et TA0iré(.>, j'observe), c'est-à-dire instrument propre à découvrir l'électricité. Cet appareil peut en outre indiquer, par des mesures comparatives, la quantité d'électricité développée dans ces corps ; dans ce dernier cas, il reçoit le nom d' électromètre.

Tous les électroscopes sont basés sur la propriété qu'ont les corps de se repousser quand ils sont électrisés de la même manière [voy. p. 50). Celui que représente la figure 8 est un vase ou cloche eu verre Tavec un conducteur fixe f et un autre mobile, twin, qui consiste en deux feuilles d'or très-légères, se séparant aussitôt qu'oit éloetrise le conducteur fixe /'.

Fig. 8.

Pour convertir l'éleclroscope en condensateur, il suffit de terminer le conducteur lixe par un plateau métallique dont la surface supérieure est vernie avec de la gomme laque et d'ajouter un second plateau mobile f muni d'un manche isolant; la surface de ce jilaleau, qui sera mis en contact avec le premier, doit aussi être vernie à la gomme laque. Le plateau mobile reçoit la charge électrique, décompose par influence l'électricité de l'autre plateau, et, par conséquent, celle des deux conducteurs f et m\ qui sont en communication avec lui.

Le premier condensateur employé à mesurer la charge électrique fut fabriqué par Darcy et Leroy en 1 749 ; mais il était si imparfait, qu'on ne put l'adopter. En 1780, Cavallo perfectionna celui qu'avait proposé l'abbé Nollet en 1747; il était composé de deux fils qui se séparaient par l'effet de la répulsion électrique; Voila le perfectionna de nouveau deux années plus tard. Nous ne nous y arrêterons pas davantage, car, depuis le pendule élec- Irique, servant seulement à constater que les fluides ne sont pas équilibrés dans un corps, jusqu'à la balance de torsion, que nous décrirons plus tard et dont se servit Coulomb en 1785 pour démontrer la loi fondamentale des actions électriques, le nombre d'électroscopes et d'électromètres de toutes formes est trop considérable pour en entreprendre la description.

La loi découverte par Coulomb, la relation des expériences qui servent à la démontrer et la description des appareils employés à cet effet, constituent une des parties les plus intéressantes de l'étude de l'électricité; mais nous ne pouvons nous en occuper, car ce serait trop nous éloigner du but que nous avons en vue ; disons seulement que tous les électromètres et électroscopes sont basés sur lu propriété qu'ont les corps de se repousser quand ils sont électrisés avec des fluides du même nom, et de s'électriser par le contact d'un corps déjà élec- Irisé.

C'est en s'appuyant sur ces deux propriétés que Coulomb découvrit la loi déjà citée, que nous pouvons énoncer ainsi : Les attractions et les répulsions électriques sont en raison directe delà quantité d'électricité que possèdent les corps f0et en raison inverse du carré de la distance qui les sépare.

Quoique la balance de torsion dont se servit Coulomb pour la démonstration de cette loi soit un des appareils les plus parfaits et les mieux imaginés que Ton connaisse, comme nous aurons l'occasion de nous en convaincre au chapitre troisième, il n'est pourtant point exempt de quelques inconvénients qu'on a tenté d'éviter dans d'autres appareils, tels que la balance bifilaire de Harris, l'élcctrornètre de Peltier, etc., qui diffèrent par phisieurs points de la balance de torsion. Celle-ci se borne essentiellement à une aiguille en gomme laque suspendue horizontalement par le milieu à un fil métallique non tordu, et à laquelle on présente le corps électrisé après l'avoir mis en contact avec elle pour l'électriser de la môme manière. L'action répulsive de l'électricité sépare l'aiguille en tordant le fil, lequel résiste à cette action par sa propre élasticité, qui tend à remettre l'aiguille dans sa position normale.

Dans la balance bifilaire de Harris, l'aiguille est suspendue par deux fils à une certaine distance l'un de l'autre, et, quand l'action répulsive de l'électricité change la position de l'aiguille, celle-ci tend à y revenir par l'action de la pesanteur.

Dans l'élcctrornètre de Peltier, la force qui s'oppose à la répulsion électrique est l'action magnétique d'une barre aimantée dont on accroît à volonté la sensibilité, comme nous le verrons plus tard. On peut recourir à la description de ces appareils dans les ouvrages spéciaux de MM. Becquerel, de la Rive ou du Moncel.

Les condensateurs destinés à mesurer l'électricité, c'est-à-dire les électromètres, sont d'autant plus parfaits que la lame isolante est plus mince ; c'est pourquoi ils ne peuvent supporter que de très-faibles charges. MM. du Moncel, Lane et autres ont conslruil de nouveaux appareils dans le but d'obvier à cet inconvénient Le premier, avec son inductomètre, peut mesurer des charges

électriques considérables, et Y électromètre du second permet de communiquer une charge donnée à un corps conducteur; mais jusqu'à présent la balance de Coulomb et l'électromètre de l'elticr sont exclusivement employés, à moins qu'il s'agisse seulement de découvrir l'espèce d'électricité que renferme un corps; dans ce cas, l'électroscope à feuilles d'or sutîit, et on peut lui substituer avantageusement, vu sa commodité, l'électroscope inventé récemment par MM. Fabre et Kunemann : il consiste en une feuille très-mince de gutta-percha suspendue à un support, et qu'on électrise avant l'expérience en la frottant légèrement avec le doigt ; elle acquiert ainsi l'électricité résineuse, et il suffit d'en approcher à la distance d'un mètre un corps quelconque éfoctrisé pour que l'attraction ou la répulsion indique si l'électricité qu'il renferme est positive ou négative.

Pour accumuler de grandes quantités d'électricité, il faut se wir de la bouteille de Leyde, condensateur dont la plaque iilio-électrique est en verre assez fort pour qu'il n'y ait point à craindre qu'il soit brisé par la recomposition des fluides; et, la communication de l'électricité se faisant en raison des surfaces, on a imaginé, pour augmenter les effets de la bouteille, les batteries électriques, composées d'un certain nombre de bouteilles dont les armatures intérieures communiquent entre elles au

Fig. 9.

moyen de tiges métalliques tfV (fig. 9), et les extérieures par la bille d'étain ou de plomb dont est couvert le fond de la boite

BB' où elles sont placées. Cet ingénieux appareil permet d'obtenir, le môme effet que produirait une énorme bouteille dont les armatures présenteraient une surface égale à celle de toutes les armatures de la batterie réunies. On voit que la bouteille et les batteries sont deux appareils identiques, ne différant que par leur puissance ; par conséquent, tout ce que nous dirons sur la manière de charger et de décharger l'une peut s'appliquer aus>i aux autres; mais, les effets de ces dernières étant plus puissants, il faut doubler les précautions.

Pour charger la bouteille, on la prend avec la main par l'armature extérieure et on fait communiquer le bouton avec une des machines productrices d'électricité dont nous parlerons plus tard, soit en contact, soit à une petite distance, ce qui permet de voir sauter les étincelles, avec une rapidité d'abord extraordinaire, mais qui, en s'affaiblissant successivement, indique le degré de la charge. L'électricité de la machine se dirige vers l'armature intérieure, agit par influence à travers le verre, décompose l'électricité naturelle de l'armature extérieure, attire l'électricité du nom contraire, qui s'accumule et se condense sur la surface du verre, et enfin repousse l'électricité de môme nom, qui se rend au réservoir commun en traversant la main et le corps de l'opérateur, qui lui offrent un libre passage. On pourrait charger la bouteille en sens inverse, c'est-à-dire en la prenant par le crochet et présentant l'armature extérieure à la machine génératrice : il n'y aurait d'autre différence que la situation des fluides, qui, dans cette dernière manière d'opérer, changeraient d'armature. Dans l'un et l'autre cas, la communication de l'une des armatures avec le sol est aussi essentielle que celle de l'autre avec la machine.

Il arrive quelquefois que la bouteille se décharge spontanément, soit que l'étincelle jaillisse entre le bouton et l'armature, et alors on peut recommencer l'opération; soit qu'elle jaillisse entre les deux armatures à travers le verre, et, dans ce cas, il faut prendre une autre bouteille.

En parlant de la recomposition des fluides dissimulés, nous avons vu comment on pouvait obtenir cette recomposition d'une

manière lente ou subite ; nous ajouterons une eirconstanee trèsimportante, c'est que, quand on présente à la bouteille plusieurs conducteurs pour la décharger, l'électricité suit toujours le meilleur: ainsi, en prenant dans une main une chaîne ou fil métallique et rapprochant de l'armature extérieure, on peut impunément appliquer au bouton avec l'autre main la seconde extrémité de la chaîne, parce que la décharge passe par le métal, et jamais par le corps; il sera prudent toutefois de bien s'assurer d'abord qu'il n'y a pas de solution de continuité dans le métal ou qu'il n'est pas trop mince, car, n'offrant pas un passage facile au fluide, il serait impuissant à éviter la commotion.

On mesure la charge d'une bouteille par la distance à laquelle jaillit l'étincelle entre le bouton de l'armature intérieure l' et un autre boulon c, qui communique avec l'armature extérieure ifig. 10), La tige q est divisée en millimètres ; on la fait avancer graduellement au moyen de la visu, et on observe la distance à laquelle jaillit l'étincelle.

Pour qu'on pût comparer entre elles les expériences, il faudrait que toutes les boules t' des bouteilles eussent les mêmes dimensions. Cet appareil, qu'on nomme compas électrique, peut être d une grande utilité, comme nous le errons plus loin, dans les applications de l'électricité aux signaux des chemins de fer.

Les effets produits par la bouteille de Leydc, et, par conséquent, par les batteries électriques, sont les suivants : des commotions très-fortes qui se font sentir quand le corps humain sert de conducteur entre les deux armatures ; l'inflammation des subvtances susceptibles de s'enflammer promptemenl ; la fusion des métalliques, et plusieurs autres applications plus ou moins H'géiûeuses, telles que le carillon électrique ; mais nous ne nous

y arrêterons pas, air, bien que I on puisse tirer parti de ces applications faites sur une large échelle, il suffit de mentionner les plus importantes.

La commotion produite par la bouteille de Leyde est quelque fois si forte, qu elle peut devenir dangereuse ; elle passe par les bras et la poitrine quand on tient la bouteille d'une main par l'armature extérieure, et qu'on approche l'autre main du bouton ou armature intérieure. Les faibles charges se font sentir dans l'avant-bras seulement, dans le coude si elles sont un peu plus fortes, et quelques-unes produisent une douleur très-vive à la poitrine. Quand plusieurs personnes forment une chaîne en se tenant par la main, si la première touche l'armature extérieure de h bouteille et la dernière le bouton, tout le cercle reçoit instantanément la commotion ; le choc est un peu moins fort pour ceux qui sont au milieu et plus vif pour ceux qui touchent la bouteille.

A l'époque où l'on inventa la bouteille de Leyde, le phénomène de la commotion excita une grande curiosité, et l'on voulut savoir jusqu'à quel point s'étendrait le pouvoir du choc électrique. Le premier qui l'éprouva fut Cunœus, de Leyde. A l'une des expériences faites par Muschenbroek cl ses amis, il tenait à la main une bouteille de verre remplie d'eau; il voulut la suspendre au conducteur d une machine électrique, et, touchant le lil métallique qui était déjà en contact avec la machine, il perçut aussitôt une sensation nouvelle qui n'avait point été décrite jusqu'alors. Les au unies de la science rapportent avec exagération les effets produits par le choc sur les individus qui eurent assez de courage pour s'y soumettre. Winkler^ Muschenbroek, Boze et Singer éprouvèrent . ou du moins prétendirent avoir éprouvé de terribles effets. L'abbé Nollet tït. éprouver la commotion électrique à cent quatre-vingt? soldats qui se tenaient par la main ; dans une autre circonstance» ce fut à plusieurs moines chartreux, séparés les uns des autres par des fils métalliques formant une chaîne d'un mille de lonp ; enfin, on fit l'expérience sur un régiment rangé en bataille, cl tous, dit-on, seraient tombés au même instant.

A propos de l'étincelle électrique, nous avons déjà parlé de$ autres effets «le la bouteille de Leyde, enflammant certaines sub

stances el tondant les métaux ; nous ajouterons qu'au moyen de la bouteille de Leyde on enflamme plus facilement les liqueurs spiritueuses, et qu'avec les batteries électriques et l'excitateur universel, que nous ne décrirons pas, la figure 11 suffisant pour

Fig. il

donner une idée de sa forme et de ses usages, on a obtenu des effets surprenants : un fil de fer long de plusieurs centimètres, placé entre les branches de l'excitateur, est chauffé par mie charge faible, rougit si elle est un peu plus forte, fond en globules si elle est plus forte encore, et peut même disparaître en vapeur. Avec une puissante machine, Van Marum a pu fondre de quinze à vingt mètres de lil métallique ; on peut même en fondre sous 1 eau, mais de longueur moindre, car l'eau s'empare d'une notable partie de l'électricité, malgré le peu de durée de la décharge.

On a tenté aussi, au moyen de la bouteille de Leyde, d'apprécier la vitesse avec laquelle se propage l'électricité à travers les corps, et de 1745 à 175(1, Watsou en Angleterre et Lcmomiier en France prouvèrent par leurs expériences que la décharge électrique se transmettait instantanément à travers des fils métalliques dont la longueur atteignait une lieue. Aujourd'hui, les expériences de MM. Arago, YYheatstone, Pouillet, Fizcau et Gouuelle, dont nous parlerons plus loin, quoique n'étant pas entièrement d'accord, sont beaucoup plus parfaites, el permettent de supposer

que la vitesse du fluide électrique est dix mille fois plus grande que celle de la lumière.

De 1 745 à 1 750, on essaya de transmettre l'électricité à travers l'eau et la terre sèche et humide. Partant d'un endroit donné, un (il métallique long de plusieurs centaines de toises, isolé sur des poteaux de bois sec, allait s'enterrer dans le sol par l'autre extrémité, après avoir traversé des rivières et des terrains de différente nature. L une des armatures de la bouteille était en communication avec ce fil, et l'autre avec la terre, de manière que les fluides ne pouvaient se recomposer qu'après avoir traversé le fil métallique dans toute sa longueur et l'étendue de terre et d'eau qui séparait . ses deux extrémités ; malgré ce parcours si grand et tous ces obstacles, la décharge de la houteille était instantanée, comme si elle avait été provoquée par l'excitateur ordinaire. Sur un point quelconque de ce parcours où l'on ménageait de petites interruptions, on pouvait enflammer des liqueurs s j iri tueuses, et c'était un spectacle vraiment surprenant que de voir 1 inflammation de l'alcool déterminée par un feu qui venait pour ainsi dire de traverser les eaux d'une rivière. Nous examinerons cette question au chapitre sixième.

Nous terminerons ce que nous avions à dire sur la bouteille de Leyde en citant un fait très-curieux qui prouve, d'une façon irrécusable, (pie, bien que l'électricité naturelle soit uniformément éparse dans toute la masse d'un corps conducteur et y semble accumulée en quantité indéfinie, comme la chaleur, cependant, quand un des fluides est libre ou séparé de l'autre, il agit sur liii-inèmc comme une force répulsive, et toutes ses molécules, pour ainsi dire, tendent sans cesse à se disperser jusqu'à ce qu'elles rencontrent un obstacle qui les arrête ; d'où vient que l'électricité libre développée sur un point quelconque d'un conducteur métallique se porte toujours à sa surface, où elle est retenue par l'air ambiant, qui est un mauvais conducteur, et où elle forme une couche d'une épaisseur moindre que celle de l'or en feuilles. Telle couche semble tout à fait indépendante de la matière du corps conducteur, car il est probable qu'elle peut subsister sans elle. Ce fait, remarqué par Heccaria et démontré pat

Coulomb en 1786, peut s'observer dans la bouleille à armatures mobiles (fig. 12). Après l'avoir chargée et placée sur un isoloir, on enlève la partie intérieure i, qui ne renferme qu'une très-petite quantité d'électricité ; on enlève ensuite le vase r, en laissant sur 1 isoloir l'armature extérieure e, qui ne conserve elle-même que de faibles parcelles d'électricité. E»i touchant les armatures et en ks laissant, par conséquent, à leur état naturel, si l'on replace le \ase dans l'armature extérieure et Farmature intérieure dans le

Fi8. 14.

>erre, la bouteille, ainsi reconstituée, conserve une charge presque égale à celle qu'elle avait avant d'être démontée, ce qui est une preuve certaine que, pendant la séparation des pièces, les électricités sont demeurées pour ainsi dire adhérentes à la surface du verre. On peut s'en convaincre en touchant avec la main l'intérieur et l'extérieur du vase après avoir enlevé les armatures, car on ne manquerait pas de ressentir une forte commotion. De cette expérience néanmoins on ne peut pas conclure que l'électricité puisse s'obtenir isolée, car, le verre et l'air n'étant pas tout à fait idio-électriques, le fluide pénètre plutôt leur surface de contact, comme il pénètre l'armature métallique quand elle esl en contact avec le verre.

Homme on a vu, parce qui précède, que l'électricité se porte à la surface des corps et qu'elle y demeure arrêtée par l'air sec, qui est un mauvais conducteur, il est presque inutile de nous arrêter aux causes qui peuvent produire une perte d'électricité : il suffit de l'humidité venant modifier l'atmosphère et la rendre bon conducteur pour occasionner une perte d'électricité d'autant

plus grande que l'atmosphère sera chargée d'une plus grande quantité de vapeur d'eau. Coulomb a démontré que, dam une atmosphère tranquille et ;wr un état hygrométrique constant, la perte est proportionnelle à la tension, c'est-à-dire à la force de la charge; loi analogue à celle trouvée par Newton pour le refroidissement, et aussi intéressante que celle dont nous avons fait mention en parlant de la perte de l'électricité par les supports (p. 30).

L'électricité étant arrêtée sur la surface des corps par la résistance que lui oppose un mauvais conducteur, il résulte de là que l'électricité doit se perdre d'autant plus que 1 air se raréfie davantage, et même se dissiper entièrement dans le vide, où la résistance est nulle ; mais Becquerel a observé que dans un vide presque parfait les corps conservent encore leur électricité pendant deux jours, et il cite dans son Traité a" électro-chimie des expériences par lesquelles il cherche à prouver qu'on pourrait conserver indéfiniment et dans des conditions déterminées une certaine tension électrique.

La succession des idées et en même temps l'ordre chronologique nous font arriver à une des époques les plus importantes de l'histoire de l'électricité, où une nouvelle voie fut ouverte à la science, et où se développa le germe d'une des plus utiles inventions des temps modernes,' l'application en grand de l'électricité : cette époque est celle où Franklin fit la découverte du pouvoir des pointes, peu après celle de la bouteille de Leyde. Son importance nous oblige à relater les faits qui l'accompagnèrent.

Far une série de déductions d'analogies faites avec toute conscience, dit l'auteur d'un des ouvrages les plus populaires et les plus utiles qui aient été publiés, le docteur Franklin crut être fondé à regarder l'électricité comme identique avec la foudre, et celte proposition, émise d'abord par l'abbé ÏSollet (d'après une biographie moderne), se répandit dans le monde scientifique en môme lemps que les solides raisonnements sur lesquels elle s'appuyait.

Le 10 mai 1752, Dalibard , Lclord, Mazeas, Buflbn et Lcmonnicr firent quelques expériences en plaçant verticalement dans le jardin de Marly une tige de fer de 40 pieds de long.

qui, s'élcctrisant au passage d'un nuage orageux, permit de charger des bouteilles et de produire quelques autres phénomènes électriques. Cependant à Franklin était réservé l'honneur de vérifier par lui-môme ses précieuses inductions, sans avoir connaissance des expériences du 10 mai. Supposant qu'un nuage ora geux céderait son électricité à des conducteurs terminés en pointe, il avait depuis longtemps demandé l'érection d'une pyramide à Philadelphie; mais, n'ayant pu l'obtenir, il entrevit dans l'emploi d'un cerf -volant la possibilité de se mettre en communication avec les nuages, et, au mois de juin 1752, il lança un cerf-volant armé d'une tige en laiton terminée en pointe. A l'extrémité de la corde de chanvre qui le retenait, près de la main, il attacha un cordon de soie, et une clef entre le cordon et la corde.

D'après les détails qu'il a laissés lui-môme de son expérience, il s'écoula quelque temps avant que la corde donnât aucun signe d'électricité, et pourtant un nuage orageux, qui était très-rapproché, aurait dû la lui communiquer. Déjà il commençait à perdre tout espoir, quand il remarqua que les barbes de la corde se dressaient dans toutes les directions; il présenta le doigt à la clef, et sa découverte fut confirmée : à peine une pluie qui survint eut-elle mouillé la cofde, que les étincelles se succédèrent plus nombreuses , on put charger des bouteilles, et répéter avec la clef les expériences que. l'on faisait d'ordinaire avec les machines électriques.

M. de Romas ajouta plus tard un fil métallique à la corde de chanvre qui retenait captif le cerf-volant, et en fil ainsi un conducteur parfait. Le 7 juin 1 753, il le lança à 500 pieds du sol au moyen d une corde longue de 780 pieds, formant avec l'horizon un angle de près de 45 degrés, et il tira de son conducteur des étincelles d'un quart de pouce de diamètre, et de 5 pouces de longueur, dont le crépitement pouvait s'entendre à 200 pas. Le 10 août 1756 on fit une nouvelle expérience, et les courants de feu électrique qui jaillissaient offraient un spectacle vraiment imposant : les étincelles avaient 1 pouce de diamètre et 10 pieds de long: les détonations semblaient produites par un coup de pistolet, et

néanmoins un pouvait facilement diriger le fluide vers le sol au moyen d'un conducteur placé à côté de la corde.

Enuraérer les avantages de cette découverte, ce serait relater tout ce qui a été fait depuis cette époque dans l'électricité statique, car ce fut seulement alors qu'on commença à construire les instruments de manière qu'ils ne présentassent pas de surfaces anguleuses, et qu'ils fussent aptes à atteindre le but que Ton se proposait dans les expériences. Parmi les diverses applications auxquelles a donné lieu cette découverte, nous ne parlerons que delà plus importante et la plus immédiate, le paratonnerre, cette arme avec laquelle la science a dompté la nature en forçant l'étincelle électrique à ne plus abandonner la chaîne conductrice qu'elle lui impose jusqu'à ce que, arrivant au sol, elle s'y ensevelisse sans avoir produit aucun de ses funestes effets.

I n paratonnerre est une tige ou barre métallique terminée en pointe, qu'on place isolée sur le faite des édifices qu'on veut préserver de la foudre. On met cette tige en communication avec la terre au moyen d'une chaîne ou d'un fil, métallique aussi, qu'il faut avoir le soin d'isoler le plus possible de l'édifice, et dont l'extrémité inférieure vient s'enterrer à une certaine profondeur dans un sol humide ou dans un puits. L'électricité des nuages, au lieu de se décharger avec ses terribles effets sur l'édifice ainsi préservé, passe du nuage à la tige et de la tige à la terre sans causer le moindre dégât, car elle suit toujours de préférence le meilleur conducteur à sa portée.

Dans la théorie de sa découverte, Franklin commit une erreur en attribuant à une affinité a" entrée de ï électricité ce qui n'est, au contraire, que le résultat d'une facilité de sortie. 11 croyait que l'électricité développée sur un corps à la sollicitation d'une pointe était attirée par celle-ci, tandis que c'est cette électricité qui agit par influence sur le fluide naturel du métal, attire vers elle, c'està-dire vers la pointe, l'électricité du nom contraire, et repousse celle du même nom vers l'autre extrémité, ou vers la terre, si elle est en contact avec elle.

Si l'on se rappelle ce que nous avons dit, à propos de l'électricité par influence, sur le rôle que joue l'air atmosphérique sec

parmi les conducteurs, on comprendra aisément que, si l'on veut accumuler sur eux le fluide électrique, il faut éviter les formes anguleuses et se borner de préférence aux formes arrondies. En effet, l'électricité tend à se disperser par sa tension ou force répulsive sur elle-même, comme nous l'avons dit (page 48), et se porte vers la surface, où elle est arrêtée par l'air, qui, nous l'avons dit aussi, est un mauvais conducteur, et auquel on attribue la propriété d'exercer une pression sur le fluide électrique.

Quoique cette indication suffit pour faire comprendre l'influence des pointes, nous ne croyons pas inutile de donner ici une démonstration mathématique de ce fait, un des plus importants de l'électricité.

Sur un globe conducteur électrisé (fig. 15), tout étant symétrique autour du centre, il est évident que la couche électrique doit avoir partout la même épaisseur; ainsi elle est comprise entre la surface ee' du globe, où elle s'arrête contre l'air, et une autre surface iï pareillement sphérique, qui passe au-dessous ou au dedans de la première d'une quantité infiniment petite :

celle surface intérieure de la couche électrique est sa surface libre. Il semble d'abord qu'une molécule de fluide, telle que f>gm, ne puisse être en équilibre dans cet état; mais, en concevant le plan pmp\ on verra que, si tout le fluide qui est au-dessus tend, par sa répulsion, à précipiter la molécule m vers le centre, tout le fluide qui est au-dessous tend, au contraire, à la repousser vers la surface ; et l'on démontre mathématiquement que, par la loi de la raison inverse du carré de la distance, ces deux forces opposées doivent exactement se faire équilibre. Il n'en est pas de même d'une molécule de la surface extérieure : celle-ci est repoussée loin du centre par toutes les molécules du fluide : de là l'effort continuel qu elle exerce contre l'air ou contre les corps non conducteurs sur lesquels elle s'appuie.

Laplace a démontré que le fluide électrique a une force répulsive qui est partout proportionnelle à son épaisseur, et, comme la

pression qu'il exerce contre l'air ou contre les obstacles qui l'arrêtent est en raison composée de sa force répulsive et de son épaisseur, il en résulte que cette pression, en chaque point, ou sur chaque élément de surface, est proportionnelle au carré de l'épaisseur de la couche qui se trouve en ce point ou sur cet élément. Ainsi le fluide électrique répandu sur les corps conducteurs peut être considéré comme les fluides pondérables contenus dans des vases contre lesquels ils exercent des pressions : quand ces vases sont assez résistants, le fluide est contenu ; quand ils sont trop faibles pour résister à la pression, les parois crèvent et le fluide s'écoule : pour le fluide électrique, le vase est le corps conducteur, la paroi est l'air qui l'enveloppe ou la couche du vernis non conducteur qui le couvre; et, quand l'épaisseur de l'électricité est assez grande, elle fend l'air ou elle perce la couche du vernis, et l'étincelle jaillit, ce qui est la marque d'un écoulement rapide du fluide. (Juand la couche électrique est arrêtée et maintenue en équilibre, il est évident que la somme des actions qu'elle exerce sur un point intérieur quelconque est toujours nulle : sans cela, elle opérerait par influence une nouvelle décomposition des fluides naturels qui sont en ce point, et l'équilibre serait troublé.

Sur un ellipsoïde de révolution (fig. 14), l'épaisseur électrique n'est plus la même, aux différents points de la surface. 11 résulte ■^pjjnnjiBBijjam des conditions mathématiques dont nous

venons de parler qu'au pôle p et en un point q de l'équateur, les épaisseurs sont entre elles comme les rayons vecteurs cp et cq ; par conséquent, les pressions sont entre elles comme les carrés de cp et cq. Par exemple, si l'ellipsoïde est très-allongé, Ki* u* de telle sorte que cp=100 cq, la pression

au point p sera 10, (MX) fois plus grande qu'au point q ; c'est donc toujours par l'extrémité la plus amincie de l'ellipsoïde que le fluide devra s'écouler.

Une pointe très-aigué peut toujours être considérée comme étant le piMe d'un ellipsoïde de révolution très-allongé : ainsi,

quelque faible que soit la charge électrique d'un tel corps, le fluide qui s'accumule à son sommet y formera toujours une épaisseur assez grande pour vaincre la résistance de l'air : de là le pouvoir des pointes, qui avait été découvert par Franklin avant qu'il fût expliqué par la théorie.

Nous écartant de la ligne ordinairement suivie par les auteurs qui traitent de la physique, nous avons rejeté à la fin du chapitre consacré à l'électricité statique la description des machines électriques qu'on emploie comme générateurs d'électricité, et cela pour deux raisons.

La première, c'est qu'en suivant l'ordre jusqu'à un certain point chronologique que nous avons conservé jusqu'ici, nous n'avions point à parler plus tôt des appareils de Ramsden, de Van Marum et d'autres, car ils sont postérieurs aux découvertes sur lesquelles est fondée leur construction. La seconde raison, plus décisive, c'est que, ayant déjà quelque idée des phénomènes de l'électricité statique et de ses théories principales, on comprendra beaucoup mieux les appareils servant à sa production, sans qu'il soit besoin d'autre chose que d'en faire une brève description ; et il suffira de les voir pour être à même d'apprécier les avantages et les inconvénients que peut présenter telle ou telle de leurs parties. En procédant autrement, il eût fallu entrer dans des détails compliqués sur chacune de ces parties, ce qui aurait nui à l'ensemble de la description, car il aurait été indispensable de répéter les explications poqr chaque machine, sous peine de laisser le lecteur dans une ignorance absolue de la constitution do ces appareils, objet principal de la première partie de notre livre; et encore en eût-il saisi difficilement les applications.