VÉRIFICATION DES LOIS DE VOLTA ET D'OHM

Nous pouvons, à l'aide de l'électromètre, vérifier les lois de Voha :

1° La force électromotrice d^un élément de pile ne dépend pas de Vétendue des surfaces en contact, mais seulement de leur nature.

Pour le vérifier, prenons un élément de pile {fig- 287), mettons son pôle positif à l'aiguille de l'électromètre, son pôle négatif au

sol : nous constatons que l'aiguille lourne d'un certain angle ^ accusé sur l'échelle par un déplacement de n divisions, par exemple.

Cela fait, soulevons, à l'aide d'un support isolant, les deui

liges de zinc et de ciiivre, de façon à diminuer successivement l'étendue de la surface de contact entre chaque métal et Teau, corame le montrent lesjlg. 2 et 3. Tant qu'il y a un contact, si faible qu'il soit, l'aiguille conserve une déviation constante.

La force électromotrice est donc indépendante de la grandeur des surfaces en contact.

£ile dépend, ou contraire, de leur nature. Car, si nous répétons l'expérience précédente avec des couples zinc-cuiçre, zinc-or, etc., nous trouverons que la déviation, constante pour chaque couple, varie quand on passe d'un couple à un autre.

2** La force électromotrice d^ une pile associée en tension est proportionnelle au nombre des éléments,

La surface étant indifférente, nous prendrons des éléments très petits en très grand nombre : une pile de charge, par exemple.

Nous prenons la série des dix éléments constituant la première rangée ; nous mesurons, à l'aide de l'électromètre, une certaine force électromotrice e; nous prenons ensuite 5 éléments de plus, nous mesurons une force électromotrice e' et nous constatons que

Prenons 20 éléments, soit deux rangées : nous trouverons une force électromotrice e"= 2e, etc.; nous vérifions donc ainsi la loi de Volta, en supposant que la pile soit construite avec soin.

Inversement, remarquons que cette expérience, si l'on admet la loi de Volta, servira à vérifier Tisolement et le bon état de la pile de charge; elle devra toujours être faite avant toute mesure électrométrique.

Vérification de la loi d'Ohm. — Nous pouvons aussi, à l'aide de l'électromètre à quadrants, vérifier expérimentalement la loi énoncée par Ohm.

Sur un conducteur linéaire homogène, la différence de potentiels en deux points est proportionnelle à leur distance mesurée sur le conducteur.

Prenons un conducteur linéaire homogène, c'est-à-dire tel que des longueurs égales représentent des résistances égales; mettons

44o ÉLECTRICITÉ DYNAMIQUE.

son extrémité S au sol et son extrémité A à un potentiel Aa = V (/î^'.aSS).

Diaprés la loi d'Ohm, le potentiel doit décroître linéairemenlde

Fig. 288.

V à o, quand on passe de A à S; la distribution des potentiels le long du fil AS doit donc être représentée parla droite aS.

Pour le vérifier, on promène le long de AS l'extrémité M d'un conducteur en communication avec Taiguille d'un électromètre à quadrants E dont les deux paires de quadrants sont chargés à des potentiels égaux et contraires V, et — V,, à Taide d'une pile de charge P| dont le milieu est au sol.

Le fil étant en A, on mesure une certaine force électromotrice V.

Au milieu C, on trouve une force électro motrice -, et, en général, en un point M, une force électromolrice e, telle que

SM

sa'

La loi d'Ohm, relative aux potentiels décroissant linéairement se trouve donc ainsi vérifiée.

Pour faire celte expérience, on peut prendre comme résistance une boîte de loooo ohms à quatre bobines; on y prend les différences de potentiels en plaçant, dans des trous spéciaux percés dans les blocs a, p, y, 5, une poupée CD servant aux prises de potentiels. Dans l'exemple indiqué par la fig, 289, si Ton avait une diffé-

Fig. 289.

rence de potentiel V entre les points A et B, la différence de potentiel entre A et C serait

L'enregistrement continu de la valeur des potentiels de Tair, en diverses stations et à des hauteurs variées, permettra de recueillir des documents nombreux d'où l'on pourra déduire un jour une théorie des phénomènes électriques dont l'atmosphère terrestre est le siège.

Les diverses modifications de l'appareil à quadrant de Sir W. Thomson se prêtent très bien à ce genre de mesure; les secteurs en étant chargés comme il est d'usage avec une pile de charge de 5o éléments, il n'est besoin que de savoir comment on pourra amener l'aiguille à prendre le même potentiel qu'un point de l'atmosphère, et comment on pourra enregistrer les déviations de cette aiguille; ces deux problèmes sont résolus par les dispositifs du collecteur et de V enregistreur.

Le collecteur pour les observations à périodes variables est une mèche ronde, de celles que l'on emploie pour les lampes à essence de pétrole. On les plonge dans une dissolution de nitrate de plomb à lo pour loo que l'on fait bouillir. Quand le paquet est bien imbibée, on le laisse refroidir et sécher. Cette mèche est attachée à une pointe isolée dont on peut faire varier la hauteur.

Pour les observations continues on emploie le collecteur à filet (l'eau de Sir W. Thomson ; l'eau y est additionnée de glycérine pour éviter la gelée. C'est un vase cylindrique en cuivre muni d'un tuyau latéral pour l'écoulement de l'eau; un robinet règle le débit de façon que le filet se transforme en gouttelettes à 4*^"* ou 5*™ de l'orifice. Ce vase est en relation par un fil métallique avec l'aiguille de l'électromètre-

Le tube, le vase et le fil, sont soutenus sur des isoloirs de M. Mascart formés de tiges de verre portées dans le fond de carafes contenant de l'acide sulfurique concentré.

L'expérience montre que la combustion de la mèche ou l'écoulement du filet d'eau ne donne lieu à aucun dégagement d'électricité et qu'à l'air libre ils n'ont d'autre effet que de tendre à mettre l'électromètre en équilibre électrique avec le milieu ambiant.

L'enregistreur se compose d'un mouvement d'horlogerie qui déplace en vingt-quatre heures une feuille de papier sensibilisé sur laquelle est renvoyé par le miroir un faisceau étroit de rayons lumineux provenant d'une lampe.

Le potentiel est environ deux fois plus élevé en hiver qu'en été, et paraît trois fois plus grand en rase campagne que dans le voisinage des observatoires.

IH. — FORGE ELEGTROMOTRIGE DE CONTAGT.

Nous avons vu, en parlant de la pile de Volta, que l'idée première de l'inventeur de la pile supposait l'existence, entre deux métaux de nature différente, d'une différence de potentiels.

Nous allons nous occuper des méthodes qui peuvent servir à mesurer ces forces électromotrices de contact.

Ces expériences sont de deux sortes, suivant que l'on mesure les forces électromotrices de contact apparentes ou les forces électromotrices vraies.

Beaucoup de physiciens se sont occupés des forces apparentes : nous ne citerons que les expériences qui nous paraissent les plus soignées et dont les résultats semblent les plus exacts 5 elles sont dues à M. Henri Pellat.