POLARISATION DES DIÉLECTRIQUES

Rappelons d'abord une expérience célèbre de Faraduy : L illustre physicien prit des brins de soie isolants et les jeta dans ■m liquide mauvais conducteur : l'essence <l< térébenthine. M pion ne temps dans ce liquide les extrémités de deux conducteurs itnunication avec les deux pâles dvune machine susceptible de i les deux genres d'électricité ( celle de Nairue, par exemple que les brins de soie s'orientaient tous dans la même i se mettaient en files, formant, des chaînes continues, parallèles aux lignes de force, el reproduisant ainsi en électricité rire classique de l'alignement des grains de limaille de 1er - pôles dTun aimant.

Cette orientation des brins de soie isolément el en file éveilla iraday l'idée d'orientation des molécules à L'intérieur d%un Orps diélectrique. En partant de cette idée, voici la théorie que Ton eui proposer pour expliquer ce phénomène.

On suppose que, dans chaque molécule isolante, 1rs musses <Téité de noms contraires, au lieu de pouvoir, comme dans les cours, circuler librement sur les molécules voisines, soni nUmement liées à la molécule dans laquelle elles se trouvent el ne

orienter, comme cela a lieu pour Le magnétisme. Sous Tac lion des forces extérieures, chaque élément de volume CI><1 donc une orientation électrique. Il présente deux potes: à UD s'accumule une certaine quantité d'électricité positive, à l'autre de d électricité négative. Nous dirons, à cause de eehv témenl est polarisé.

>t q \u valeur absolue de la quantité d'électricité située à chaque e de l'élément considéré; si nous appelons 2a la distance de ces "IJ1 po|<-st nous désignerons par moment électrostatique de Félén U produit 31L = 2 aq.

Cela posé, nous appellerons polarisation électrostatique ou intensité d'électrisation, et nous représenterons par le symbole II le rapport du moment électrostatique au» volume de l'élément considéré.

Prenons le cas d'un condensateur à plateaux (fig. 56). Soient A

et A' ses deux annale- 56- tures ; soit B la lame f+i isolante. Supposons

que la polarisation II soit uniforme dans toute l'épaisseur de cette dernière : cela revient à dire que le moment électrostatique d'un élément de volume dv sera Wdv. Si nous considérons un élément CD pris dans un filet, sa longueur étant dl et sa section droite w, son moment électrostatique sera Uudl.

La polarisation se produit, par hypothèse, dans le sens des lignes de force; elle sera donc ici normale aux faces A et A', et l'élément de volume CD agira comme si sa face inférieure était chargée d'une quantité II w de fluide positif et sa face supérieure d'une quantité rico de fluide négatif. Comme tous les éléments de volume successifs se comportent de la même façon, le filet entier agira comme si, à ses faces extrêmes seulement, il était chargé de quantités d'électricité -+- Ilto et — Ho>, c'est-à-dire comme si sa densité, aux extrémités seulement, était n par unité de surface. Si, alors, nous appelons <t la densité absolue sur les faces intérieures des deux armatures, les forces et les potentiels seront les mêmes que si celte densité était diminuée de II, en valeur absolue, c'est-à-dire que tout se passe comme si, le diélectrique n'existant pas, les armatures étaient chargées avec une densité <j — n. Le champ entre les armatures, au lieu d'être 4^Kt, sera seulement 4~ri(<r — II); la différence de potentiels sera donc e X 4^K (<r — II).

La capacité est, par conséquent, augmentée dans le rapport de ? à o" — II : c'est-à-dire que ce rapport représente, d'après la définition de Faraday, le pouvoir inducteur spécifique k.

Comme conséquence on voit que, pour prendre la valeur du pouvoir inducteur spécifique, il faut opérer sur un condensateur chargé

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gé jM-n'huit un temps infiniment petit, car rexpénYh

Lcyde décomposée et celle de la décharge résiduelle

r montrent que la polarisation, dont dépend le pouvoir inducteur ifique, augmente avec le temps.

Pions pouvons même expliquer ainsi la décharge résiduelle des i^nsateurs à lames diélectriques, mettons, ce qui est très légitime, après ce que nous avons vu, ïjiio la polarisation conserve encore une valeur diflfénnle de zéro, après que les forces qui l'ont fait naître ont cessé d'agir, insidérons un condensateur, <-i déebargeons-îe avec IVxeiia- SOll \\(> la polarisation résiduelle. La différence de potentiels entre les armatures est, comme nous Lavons vu, proportionnelle, rn j — fT; au moment de Ja décharge, cette diiïerence de* ni nulle : donc t — Î10 — o* 11 reste donc sur chaque armature * densité égale à la polarisation résiduelle 11*)* Les forces exLé listanl plus, cette polarisation décroît avec le temps, ei, comme a* ne change pas, t — II0 augmente, puisque Iï„ diminué. La dit* de potentiels des deux armatures augmente doue peu à

peu, et il devient possible, au bout de peu de temps, de déchargei « tio\jveau le condensateur.

54, - RELATIONS ENTRE LA POLARISATION ET LE POUVOIR INDUCTEUR SPÉCIFIQUE.

Dans nu*» première approximation, nous pouvons faire abstraction cette polarisation résiduelle tlu, et admettre que la polarisation II proportionnelle à la force qui en détermine l'apparition, c'est* a^dire au champ; donc

an 'dnt un facteur constant, Sur une surface conductrice la densité est, grâce à la présence du diélectrique polarisé, 9 — 11; la force sera donc, en un point

-in de la surface,

dV

donc

de là

n =4TtK(a~ll(;