ÉLECTROMÈTRE ABSOLU DE LORD KELVIN

Nous avons démontré, en nous occupant des condensateurs plans, que la densité superficie tir -, ii la sur lace d'un plateau faisant partie d'un condensateur t lame d'air, avait pour expression

II en résulte que la pression électrostatique t, qui est, comme on le sait, égale à an?2, aura pour valeur

Imaginons que, dans le plateau considéré, une partie seule soit mobile, tout en conservant le même potentiel que le reste du plateau, et qu'une force antagoniste la maintienne toujours dans le même plan. Soit S Taire de cette partie mobile : la valeur que devra avoir la force antagoniste pour résister à l'attraction des deux plateaux aura pour expression

8rV

nous pouvons lirer de là ( '■) V ■

Pour réaliser l'instrument et pouvoir rigoureusement appliquer la formule (2), il faudra donc avoir deux plateaux dont l'un ait une partie mobile, et entre lesquels le cliainp soit uniforme, c'est-à-dire la force F constante.

("est pour arriver à cela que Lord Kelvin a imaginé la disposition de V électromètre à anneau de garde.

L'étude du champ entre deux plans parallèles montre que ce n'est que très près des bords que les lignes de force cessent d'être les perpendiculaires communes aux deux plans. Donc, si nous donnons à l'un des plateaux la forme d'un disque A, fixe, et à l'autre la forme d'un disque B (Jig. 61), suspendu à un ressort et entouré d7une couronne A', appelée anneau de garde, le champ ne cessera d'être uniforme que dans la région des bords A, A', et la force sera constante dans toute la partie centrale, c'est-à-dire sur toute la surface du disque mobile B. Nous serons donc dans les conditions d'application de la formule (2).

Réduit à sa plus simple expression, l'instrument se composerait d'un plateau fixe I {fi g. 62), d'un plateau mobile P suspendu à un fléau de balance G, de son anneau de garde H et d'un repère op-

lis.

ELECTRICITE BTATtQUK*

tique 0 desti surer que le plateau P et sou anoc

sont toujours dans \<- m£me plan,

Fig- 62.

Le dispositif auquel ivest arrêté Lord Kelvin es! u

simple ; voici ta des de l'instrument -

Le plateau I fig> 63) est alUic plus à un fléau de mai* à trois petits d'acier en ("orme de de voiture. [lue pla hinte réunit ces trois

à une tig;e vcrl ieale mandée par une vis n trique 6. Un système qui, dans ta figure, e par deux loupes sil u le plan de symétrie pareil , permet de 1 qu'un repère, qui au plateau mobile 1 regard d'un trait I constructeur sVsi de façon que, quai est ainsi, les plans^i D et de son anneau < P coïncident. L'appareil étant iéglé dans la position du rej

cbap. iv, - rosi » noi i 101

Lroetatique entre lea ^ • - « r x plateaux demande à être compensée] pour qu'on puisse constater ta coïncidence des repi ^ar on déplacement de la fis,

On supprime t'électrisation el l'on remplace directement sur le

ilat eau I.) l'attraction électrostatique par des poids) on a ainsi la

ir de la force F.

Comment charge- t-on les plateaux?

Le plateau de garde communique métalliquemeot avec farina-

lure fnterne dune bouteille de Leyde dans laquelle est loge tout

ireil. Une petite machine électrostatique mn à inlluem «\

UT {repleniiher), permet de maintenir cette arma-

i un potentiel «'«instant. Un petit ressort, formé d'une spi*

ptk tj'im (il d'argent très mince/, fait communiquée le plateau I*

•i l'ai rde I*, et assure ainsi l'égalité de leurs potentiels;

le plateau inférieur l1' est porté par une vis microm étriqué 1». I Q

inducteur/ permet) à L'aide d'une borne extérieure l\, delà

faire, Communiquer avec la source dont on VOttt mesurer le potentiel.

I- n deuxième électromètre plus petit, W jauge i^ qui ne sert que

coniriM- indications de aéro, permet

assurer que le potentiel du pla-

suti mobile esl constant. Cette jauge,

• née à pari j fig* l>4\ se compose

d un», légère feuille d'à lu m initiai p,

Partant au bout d'un levier h un re-

dâns une loupe /.

tic truelle esl au centre d'un plateau île garde Gj et ralliât lion

'I|J| sVxcrce cuire elle et un plateau fixe qui communique avec le

D est équilibrée parla torsion d'un u'I métallique /servant

support, d'axe de rotation et de ressort antagoniste.

Méthode de mesure* — On charge, A l'aide du replentsber mn,

''ot nous donnerons pins loin hi théorie, l'armature interne de la

>f>u teille au potentiel constant U, ce dont on s'assure à l'aîde de la

on met en communication la source dont on étudie le

utiel \ avec la borne K; il se produit une attraction entra les

K, attraction que Ton équilibre eu remontant la vis mi-

mé trique supérieure b.

t>n supprime l'action de la source (V) en déchargeant le pla-

*U 1). L'action des ressorts l'emporte, le plateau I) s'élève un peu

du plan de l'anneau de garde; <>n V\ ramène en l< char-

in' » M i :riU«.:ITK STATIe

géant de p grammes, qui représentent pg dynes Celte foi équilibre exactement l'attraction électroslaliqi Soit ê la distance des deux plateaux, on i donc

on met alors une seconde source à un potentiel connu \ , en communication avec la borne K, et l'on recommence les opérations p cédantes, sans toucher la vis mpërieure b\ seulement on a, au préalable, enlevé les poids/?. On ramène l'attraction à être la même que dans te premier cas, c'est-à-dire qu'on ramène le repère au / en déplaçant té plateau inférieur à l'aide de la vis B. Soil !.♦ nouvelle distance des plateaux; les poids p ont la même valeur que dans li première expérience. Noua aurons donc

retram lions < 4) de (3),

La seule distance 1 mesurer ici n'est plus la distance de deux plateaux qu'il serait difficile de connu rire avec précision, mais le déplacement du plateau inférieure' — e, c'est-à-dire le nombre de lo cl de (raclions de tour de la vis inférieure B; Scsi une constante de l'instrument, a est la surface moyenne du plateau mobile et l'orifice dans lequel il se trouve; cette aire, ne dépendant que de mesures linéaires, peut être connue avec une très haute précision.

La différence de potentiels Y — V peut donc être connue en leur absolue en u.c. s; son expression numérique en volts Si

; \ V')io*

Le seul inconvénient de cet appareil est sou peu de sensibilité. L'inertie des pièces mobiles fait qu'il ne s'ébranle que pour une différence de potentiels égale à plusieurs volts, au moins trois,

V titre de renseignement pratique, nous ajouterons que la bailleur de l'instrument est environ de iucm.