MACHINES A INFLUENCE

I® Électrophore. — Le type le plus simple des machines à influence est l'électrophore dû à Volta {fig- 77).

Sur un gâteau circulaire de résine ou d'ébonite, coulé dans un

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moule en bois ou en métal, on pose un plateau mélallique ou formé d'un plateau de boîs recouvert d'une lame d'étain et que l'on peut soutenir à l'aide d'un manche isolant. On charge l'isolant d'électricité négative en le frappant obliquement avec une

peau de chat ou de la soie, et l'on pose sur lui le plateau métallique dont la face inférieure se couvre par influence d'électricité positive, tandis que l'électricité négative est repoussée sur la face supérieure d'où on la fait écouler dans le sol en en touchant un point quelconque avec la main. Si l'on soulève alors le plateau, il reste chargé d'électricité positive, on peut en tirer une étincelle; en le posant de nouveau sur le gâteau de résine, on peut renou-

vêler un nombre illimité de fois la même série d'opérations dans le même ordre. Un électrophore de lo*^" de diamètre peut donner des étincelles d'un demi-centimètre de longueur.

Dans certains appareils, le moule métallique présente une cheville de laiton qui traverse l'isolant et dont l'extrémité plane touche la face inférieure du plateau mobile et permet ainsi à l'électricité négative de s'écouler dans le sol, sans qu'il soit nécessaire (le loucher le plateau avec le doigt.

2** Replenisher de Sir W. Thomson. — La fig. 78 le représente à peu près en grandeur naturelle. 11 se compose de deux

Fig. 78.

collecteurs A, B destinés à être chargés d'électricité de noms con- Iraires, A positivement par exemple; ce sont deux portions d'un même cylindre métallique soutenues verticalement sur des isolants cl laissant entre elles des fenêtres G et D.

A l'intérieur, un axe en ébonite, coïncidant avec l'axe du cylindre,^ supporte deux plaques métalliques P, Q, légèrement courbes, symétriquement placées, isolées, et qui, dans leur mouvement de rotation, viennent toucher alternativement quatre ressorts métalliques a, 6, c, d\ a et b sont placés au milieu de A et B avec lesquels ils communiquent, c et d communiquent entre eux et sont placés diamétralement en face des fenêtres C, D.

Imaginons que la rotation ait lieu dans le sens de la flèche {^fig' 79) et que A possède une faible charge initiale positive; au moment où P et c sont en contact, P est chargé par influence négativement, le fluide positif est chassé dans le conducteur PcrfQ, au plus loin, Q est donc chargé négativement; le mouvement de

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rotalion amène alors P en contact de 6, par Tintermédiaire duquel il cède son électricité négative à B, et Q, en contact avec a, auquel îl cède son électricité positive, qui p-

s'écoule sur A. Lorsque P et Q louchent rf et c, les charges qu'ils prennent sont positives et négatives, et, par suite, la même série de phénomènes se reproduira dans le même sens. Les charges positives et négatives de A et B vont donc sans cesse en augmentant.

Il est facile de comprendre que, si le mouvement de rotation se faisait en sens inverse, les charges de A et de B, au lieu d'augmenter, diminueraient.

11 semble nécessaire d'amorcer cette machine en donnant une charge initiale positive à A; mais, le plus souvent, l'appareil a conservé une charge résiduelle, et il suffit que l'un des conducteurs ne soit pas absolument à l'état neutre pour que la machine s'amorce d'elle-même.

3® Machine de Holtz. — Cette machine {fig- 8o) se compose de deux grands plateaux de verre circulaires, soutenus verticalement à environ i*^" l'un de l'autre. L'un est fixe et présente deux fenêtres au niveau du diamètre horizontal; sur le bord supérieur de l'une et sur le bord inférieur de l'autre sont collées des bandes de papier, appelées armatures, qui sont terminées par plusieurs pointes de papier placées vers le milieu des fenêtres; l'autre plateau est mobile autour d'un axe horizontal mis en mouvement à l'aide de transmissions qui permettent un mouvement rapide de rotation dans un sens inverse de la direction des pointes de papier.

En face des armatpres et de l'autre côté du plateau mobile sont deux peignes métalliques soutenus dans une barre d'ébonite par deux tiges métalliques horizontales terminées par des sphères; l'une de celles-ci est traversée par une tige, également terminée par une sphère, que l'on peut faire glisser à l'aide d'un manche très isolant; on peut ainsi réunir ou séparer à volonté ces deux collecteurs que l'on appelle les pôles de la machine.

ia4 ÉLECTRICITÉ STATIQUE.

Pour mettre celte machine en activité, il faut, après Tavoir soigneusement desséchée, mettre les pôles en contact, faire tourner le plateau et communiquer ensuite une charge à l'une des armatures ; il suffit pour cela de la toucher avec une plaque d'ébonite frottée ou de décharger à sa surface, à l'aide d'une pointe, une

Fig. 80.

petite bouteille de Leyde ou même un électrophore. Aussitôt on entend un bruissement très caractéristique, on éprouve une résistance plus grande à faire tourner la machine, et, si elle est dans une salle obscure, on observe les phénomènes lumineux suivants : à l'un des peignes sont de petites pointes lumineuses, ce peigne esl négatif ; de l'autre, qui est positif, part une nappe lumineuse violacée qui semble en quelque sorte couler d,es pointes et remonter sur le plateau mobile en sens contraire de sa rotation ; si Ton vient à séparer alors les deux pôles, on voit jaillir, d'une façon continue, entre ces deux sphères, à courte distance (i*^"), plusieurs étincelles brillantes enveloppées d'une lueur violette; à plus longue distance, une aigrette noyée dans une lueur violelle en forme d'œuf ; si l'on augmente par trop cette distance brus-

MACHINES ÉLECTRIQUES. 125

quement, tous ces phénomènes disparaissent : la machine est déchargée.

Ce mode de décharge en aigrettes tient à la faible capacité des conducteurs : on peut le modifier complètement en augmentant celte capacité; mais, pour arriver à ce but, au lieu d'accroître la surface des conducteurs, ce qui a l'inconvénient de conduire à la construction de machines volumineuses et pesantes, on réunit les deux pôles de la machine respectivement aux armatures intérieures de deux bouteilles de Leyde dont les armatures extérieures communiquent entre elles par une lame métallique, ce qui forme une cascade. L'échange électrique entre les deux pôles cesse alors d'être continu, les étincelles qui jaillissent sont blanches, très lumineuses et bruyantes; elles se succèdent à des intervalles réguliers, d'autant plus fréquemment que la distance des pôles est plus faible et que la vitesse de rotation est plus grande.

La plupart des machines de ce système sont doubles. Deux autres plateaux étant placés symétriquement, les plateaux fixes au milieu, les plateaux mobiles en dehors entraînés par le même axe, les peignes sont alors, comme dans la machine de Ramsden, en fer à cheval, les fenêtres et les armatures sont en regard, et celles qui sont voisines ont une charge de même signe. Il suffit de charger, comme précédemment, l'une quelconque des armatures pour amorcer la machine ; les étincelles qu'elle peut donner ne sont pas plus longues, mais elles sont plus nombreuscb.

On peut donner de la marche de cette machine l'interprétation suivante : l'armature A (^fig> 8i), électrisée négativement, détermine par le peigne voisin P un écoulement d'électricité positive, qui se répand sur le plateau mobile et en couvre la moitié inférieure, au bout d'une demi-rotation, pendant que le fluide négatif repoussé va s'écouler par l'autre peigne P' et couvre, par conséquent, l'autre moitié du plateau. Ces électricités arrivant devant les armatures réagissent à leur tour; l'électricité positive de la partie inférieure du plateau détermine un écoulement du fluide négatif par la pointe du papier p\ et l'armature A' est chargée positivement. Elle réagit à son tour sur le peigne voisin P' et détermine un nouvel écoulement d'électricité négative sur la partie supérieure du plateau, pendant que le fluide positif repoussé va s'écouler par P. Cette même série de phénomènes se reproduit

Fig. 8i.

Dp

continuellement dans le même ordre pendant la rotation de la machine. Ainsi Télectrisation des armatures et, par suite, celle du

plateau augmenteront jusqu^à ce que les pertes de l'appareil viennent contre-balancer la production d'électricité; et, pendant cette première période, les ar- Pfi~f\ matures PBB'P' seront traver-

sées par un courant d'électricité négative allant de P en P', et par un courant d'électricité positive suivant la marche inverse; si l'on sépare alors les boules B et B', la première étant chargée négativement, la seconde positivement, des étincelles jailliront entre ces deux sphères. Si les armatures sont reliées à des condensateurs, l'étincelle ne jaillira que lorsque la machine aura fourni une charge suffisante pour porter ces capacités à la différence de potentiel qui convient à la distance explosive.

Le renversement du sens de la charge sur les deux moitiés du plateau mobile est la condition même du fonctionnement de la machine; or il est produit par l'électricité provenant, d'une part, de l'influence des armatures sur les peignes et, pendant la marche, d'autre part, de l'influence des deux boules BB'; mais cette dernière cause de production diminue évidemment quand on écarte les conducteurs des peignes; il peut donc arriver que l'inversion ne se produise plus, et alors la machine se décharge. Si les armatures sont reliées à des bouteilles de Leyde, le sens de la charge de la machine peut être renversé; ce phénomène provient de ce que chaque bouteille, après s'être chargée, se décharge par le peigne qui lui correspond.

Pour éviter l'extinction ou l'inversion de la machine, on peut la munir d'un conducteur diamétral; c'est un conducteur bien isolé, terminé par Jeux peignes, placé à environ 3o° et se terminant devant les armatures qui doivent, dans ce cas, occuper au moins la moitié du quadrant. Son but est de fournir, comme les peignes principaux, du fluide positif et ûégalif aux moitiés infé-

MACBINBS ÉLECTRIQUES. I 27

rieure et supérieure du plateau et d'aider, par conséquent, à maintenir le sens de leurs charges respectives.

4"* Machines de Voss et de Wimshurst. — La première est une heureuse modification de la machine de Holtz et qui tend à la remplacer rapidement dans les laboratoires; elle présente en effet sur cette dernière plusieurs avantages considérables. Elle s'amorce d'elle-même, le sens de sa charge ne se renverse pas et elle paraît beaucoup moins sensible à l'humidité.

C'est une machine à conducteur diamétral, dans laquelle les pointes des armatures en papier sont remplacées par de petits balais métalliques qui viennent frapper sur des pastilles métalliques collées sur la partie antérieure du plateau mobile; ce frottement suffit à provoquer et maintenir la charge des armatures

La seconde, plus récente encore, diffère davantage des types

Fiff. 8!î.

que nous venons de décrire; elle comprend deux plateaux circulaires d'ébonite à rotation inverse, il n'y a plus de plateau fixe; comme dans la précédente, les plateaux portent de distance en distance des secteurs métalliques en étain, gaufrés en relief, «ur lesquels viennent frotter des balais formés de fil de clinquant

Ja8 ÉI^GTRICITÉ STATIQUE.

reliés à des conducleurs diamétraux. Ces secteurs ainsi chargés par frottement viennent passer entre des peignes horizontaux qui embrassent les deux plateaux et accumulent leurs charges dans des conducteurs munis de bouteilles de Lejde, sans qu'il soit nécessaire d'amorcer préalablement la machine.