ÉLECTRICITÉ ATMOSPHÉRIQUE

I il les transforme en vapeur. On saii que l'eau â l'éiai de vapeur occupe un espace environ 1720 fois plus grand qu'à l'état liquide. Les vésicules d'eau, subitement vaporisées par la décharge électrique, tendent donc à occuper un espace 1720 fois plus grand que leur volume primiiif; l'air est violemment chassé sur le parcours de l'éclair; il en résulte un premier choc. Après cette expansion la vapeur se condense ; elle reprend l'état liquide et produit un vide où se précipite brusquement l'air précédemment chassé, ce qui cause un nouveau choc.

Si l'on songe que cette vaporisation et cette condensation ne s'appliquent pas à quelques vésicules seulement, mais que des nuages II soumis à ces is violen tes, on s'expliquera les roulements formidables du tonnerre qui sont encore amplifiés par l'écho ei la répercussion contre les montagnes.

On dit encore, plus simplement, que le bruit qui accompagne l'éclair pro- ■rient de la vibration des niasses énormes d'air que la décharge électrique met en mouvement et qui se prolonge en E répercutant sur les couches atmosphériques de densités L différentes.

Fie. 65.

74 L ICLKCTRICITE

Paratonnerre. — On a cherché à préserver les édifices de la foudre en miiisant le pouvoir que possèdent les pointes de laisser écouler l'électricité. Le dispositif adopté dans ce but a reçu le nom àe paratonnerre.

Le paratonnerre consiste essentiellement en une tige métallique aiguë, placée au sommet de l'édifice à proléger et se prolongeant jusque dans les profondeurs du sol,

La tige (fig. 65) est ordinairement garnie d'une pointe de platine, métal qui ne s'oxyde pas à l'air, ou d'une pointe de cuivre doré, qui conduit mieux l'électricité. Elle est dressée sur le faîte de l'édifice; une corde en fils de fer galvanisés, c'est-à-dire recouverts de zinc, ou en fils de cuivre étamés pour empêcher l'oxydation, partant du pied de cette tige, la prolonge sans solution de continuité Jusqu'au fond d'un puits (fig. 66), ou, à défaut, dans un trou profond, rempli de braise de boulanger, bonne conductrice de l'électricité. Toutes les parties métalliques de l'édifice, le toit en zinc ou en plomb, les charpentes en fer, etc., doivent être reliées à la tige ou à la corde métallique qui descend dans le puîts. Dans les villes on relie ce conducteur aux tuyaux en fo] des conduites d'eau ou de gaz, il fonctionne

L'appareil établi, voici

sen

ÊLECTniCITlî ATMOSPHÊBIQUE y5

Un nuage électrisc venant à passer au-dessus de l'édifice, ëlecirise par influence le sol environnant et l'édifice lui-même. L'électricité de même nom que celle du nuage est refoulée dans le sol et l'électricité de nom contraire attirée. Celle-ci se portant à la pointe du paratonnerre s'échappe et va neutraliser celle du nuage- Ce phénomène est quelquefois apparent lorsqu'un orage survient pendant une nuit obscure; on voit la pointe du paratonnerre se garnir d'une aigrette lumineuse. Si Porage est violent et que la foudre e'claïc, l'éclair jaillit entre le nuage et la pointe du paratonnerre; toute la décharge s'écoule dans le sol par la corde me'tallîque conductrice.

Indépendamment de la continuité parfaite, du sommet de la tige à la partie extrême du conducteur enfouie dans le sol, la condition essentielle que doit remplir un paratonnerre est celle d'un bon contact de sa partie inférieure avec les couches profondes et humides du sol, Si une communication excellente avec la masse conductrice du terrain n'était pas assurée, le paratonnerre, au lieu d'oflrir une sécurité, deviendrait un danger : il attirerait la foudre qui, tombant sur la pointe de la tige et ne trouvant pas un écoulement facile, endommagerait l'édifice. Il faut aussi que toutes les parties du conducteur soient d'une grosseur suffisante : si elles étaient trop minces, elles ^seraient échauffées et fondues par la décharge. Sur les

ifices d'une certaine étendue, on installe habituellement llusieurs paratonnerres qu'il est non seulement utile, is indispensable de relier entre eux, alîn d'ouvrir aux décharges électriques des voies d'écoulement aussi faciles et nombreuses que possible.

Le paratonnerre a été inventé en même temps en France

j6 l'électricité

par Dalibard (i) et en Amérique par Franklin en 1752. Ces deux physiciens soutiraient l'électricité des nuages, le premier en dressant dans son jardin une haute tige de fer ; le second en lançant dans le nuage orageux un cerf-volant dont la corde, mouillée par la pluie, servait de conducteur.

Un autre physicien français, de Romas (2), faisait à peu près à la même époque, une expérience identique à celle de Franklin et faillit en être victime. De la corde de son cerf-volant, garnie dans toute sa longueur d'un fil conducteur en cuivre, il tirait de longues étincelles. Il fut atteint par l'une d'elles qui lui donna une violente commotion.

(i) Physicien français, né à Crannes (Maine) en lyoS, mort en 1799. (2) Physicien français, né à Nérac en 171 3, mort en 1776.

HAGXÉT[SMi; -

X — Magnétisme -

Aimants naturels et artificiels. — On trouve dans

les terrains anciens et particulièrement en Suède, un minerai connu sous le nom d'oxyde magnétique de fer.

Certains échantillons de ce minerai possèdent la propriété d'attirer le fer et d'autres métaux : le manganèse, le nickel, le cobalt et le chrome, Ils constituent les aimants naturels qui, taillés et garnis d'une monture métallique affectent la forme représentée par la figure 67.

La propriété magnétique que possèdent les aimants naturels peut être communiquée, k l'aide de certains pro- :s, à des barreaux et à des aiguilles d'acier trempé. Les limants ainsi obtenus sont désignés sous le nom d'aimants W^artijîciels.

Pdies et ligne neotre. — Si l'on plonge une aiguille ton un barreau aimanté dans de la limaille de fer, on voit

■an

cette limaille adhérer aux extre'mite's; le milieu du barreau n'en retient aucune parcelle. La figure 68 montre comment cette limaille s'attache au barreau.

Les extrémités N S, oii s'attache la limaille, sontles^ô/ej de l'aimant. La partie médiane m m^, où elle n'adhère pas, est la ligne neutre.

Aiguille aimantée. — Si l'on place une aiguille aimantée sur un pivot vertical où elle peut tourner libre-

Flû, ârp. — Aiguilk aimamiii.

ment, comme l'indique la figure 69, on remarque qu'e

oscille et s'arrête daos une position invariable qui est seasiblemem la direaion Nord-Sud, Si on IVcane de celte direction, elle y revient d'elle-même après plusieurs oscillations. L'une des estrémités, toujours la même, qui se dirige vers le Nord, a reçu le nom de pôle sud ou austral; l'autre extrémité, qui se dirige vers le Sud, a e'ié appelée pôle nord ou boréal.

Une aiguille aimantée, dispose'e de cette manière, constitue une boussole.

Attractions et répulsions magnétiques. — Un barreau aimanté N S (fig. 70), suspendu librement par son milieu à un fil in, prend le nom de pendule magnétique.

Quand on approche successivement de l'une des extrémités N de ce barreau un autre barreau aimante', tenu à la main, on remarque que cette extrémité est attirée par l'un

8o L FiycnticrrÈ

des pôles da secoac b-arr£;ia et repoassée par l'autre. En répétant Teirérience sur rextrémité S du pendule, les mêmes effets s*obsenreni. tdiîs en sens opposé. Il en est de même avec d*aatres barreaux. On peut ainsi déterminer la nature des pôles dans chaque barreau et constater que les pôles semblables se repoussent et que les pôles coti'traires s'attirent.

Action directrice de la terre. — Les efTets d'attraction des pôles contraires et de répulsion des pôles semblables l'un sur Tautre ont amené à admettre que le globe terrestre agit comme un vaste aimant sur Taiguille aimantée et que le pôle magnétique terrestre, situé vers le nord géographique du globe, possède un pouvoir magnétique contraire à celui du pôle de Taiguille qui se tourne vers lui. Il en est de même pour le pôle situé vers le Sud. De là la dénomination de pôle sud ou austral donnée à l'extrémité de l'aiguille qui se dirige vers le nord et de pôle nord ou boréal à l'extrémité qui se tourne vers le sud. Ces noms sont conformes à ce qu'indique la théorie ; mais souvent, surtout dans la marine, on désigne par le nom de pôle nord ou pôle marqué^ le côté de l'aiguille de la boussole qui regarde le nord.

La dénomination de pôle marqué vient de ce que le pôle austral, qui se dirige vers le nord, est ordinairement bleui par la trempe.

(tribntion dn magnétisme. — Un barreau aimanté

brisé, on constate que chacun des morceaux se com-

« de la même manière que le barreau complet. Ces

xea '^risés à leur tour, les fragments obtenus

s la même propriété*; chaque partie

séparée a deux pôles et une ligne neutre, comme le barreau lorsqu'il était entier (fig. 71).

Cela montre qu'un aimant n'est pas formé de deux moi-

Fig. 71. — Aimants brisés.

tiés ayant chacune une aimantation différente, mais que le pouvoir magnétique réside dans chaque particule du corps

aimante.

Différentes formes d'aimants. — Les aimants artificiels reçoivent habituellement trois formes qui sont :

i« L'aiguille aimantée, petit barreau léger, taillé en losange allongé (fig. 72) ;

Fig. 72. — Aiguille aimantée.

20 Le barreau aimanté, prisme rectangulaire, plus ou moins long et épais (fig. 73) ;

Fig. 73. — Barreau aimanté.

tA

L'CLECTJIJC/rf

en fer à cheval, barreau façonne' suivant la

forme indiquée par son nom [fîg. 74 et -51.

Fiû. 74. -

FiG. 75,

Indépendamment de l'usage qu'ils reçoivent dans les cabinets de physique pour la démonstration des phéno-

9 mènes du magnétisme, les aimants sont employés : i" l'aiguille, pour la construction des boussoles et des galvanomètres; 2° les barreaux et les aimants en fer à cheval, dans la construction de divers appareils et en particulier dans celle des machines magnëtodlectriques.

Afin d'augmenter leur puissance, on forme les barreaux et les aimants en fer à cheval de plusieurs pièces. Ce sont des lames minces d'acier trempé, aimantées à satura-