LIVRE IX

ilEGTIIGITÉ

\ - CIIAPITHE PREillER

PÊCOUVERTES DE GALVANI ET DE VOLTA, PiLhS VOLTAÏgUES.

§ h — DtGOLYEUTES DE CALVA.M ET DE VOLTA.

Différentes séries de recherches (voir t. I, pa^e 454) exécutées dsDS la seconde moitié du siècle deroier avaient fait connaître la grande variété des effets que peut prodnire Télectricité. Mais on ne commença réeHement à se faire une idée exacte de la puissance de cet agent, que quand Volu eut découvert l'appareil qui est maintenant connu sous le nom de pile vollalqup.

La découverte de la pile a été publiée en 4800; elle constitua Tun des faits les plus importants de la science moderne. Volfa y fut conduit par Tétude de quelques phénomènes physiologiques observés d'abord par Galvani. •

Lorsqu^un animal récemment tué a été dépouillé de sa peau, si l'on touche à la fois, avec un arc métalliqûe, Tun des muscles mis à nu et quelqu'un des nerfs principaux qui s*y reedeot, on observe souvent dans le muscle des conlractiona assez énergiques. Galvani avait observé le fait eo opérant sur des grenouilles» et Volia reconnut que les contractions se produisent plus sûrement et plus énergiquement lorsque Tare métallique employé pour établir la communication était formé de deux métaux différents inégalement oxydables et soudés bout à bout.

L'expérience se fait de la manière suivante : on coupe une grenouille par le milieu du corps; on rejette la portion formée de la tête, du thorax et des membres antérieurs; on dépouille rautre rapidement et on la pose sur une lame de zinc décapé,

llLtS VOLTAÏQUES.

de façop que le eontaejt soit bien établi entre le métal et les muscles des pattes et des cuisses; puis, avec un fil de cuivre, on touche d'une part la Jame de zinc, d'autre part les nerfs qui sortent de la portion inférieure de la colonne vertébrale pour se rendre aux muscles des cuisses et des jambes. Aussitôt que le contact a lieu, des cpntractions violentes se manifestent dans tout le membre inférieur.

En chercl^ant à expliquer ces effets, Yolta fut conduit à penser qu*au point de jonction des deux parties de l'arc^métallique, il se développait une action électromotrice sous Tinfluence de laquelle les deux métaux se chargeaient de fluides contraires, le^ quels se réunissaient, partiellement au moins, par la route conductrice que leur offraient les nerfs et les muscles de la grenouille. 11 admit, en outre, que le contact des métaux avec lé conducteur humide constitué par les membres de la grenouille n'était pas accompagné d'un développement d'électricité comparable à celui qui se produisait au point de jonction de^ deux métaux entre eux.

Pour établir l'exactitude de ce& deux propositions, Yolta employait l'électromètre condensateur dont nous avons donné la description, tome P% page 4&4 .

Après avoir bien décapé la partie inférieure du plateau collecteur de son instrument, il la touchait avec une lame de zinc ou de fer tenue à la main, et il mettait l'autre plateau en communication avec le sol. En ces conditions, le plateau collecteur se charge négativement; d'où il semblait résulter qu'au contact du cuivre avec le zinc ou le fer, il se développe une action électromotrice qui a pour effet de charger le cuivre négativement et le zinc ou le fer positivement.

. Si au lieu de fer ou de zinc on prenait à la main soit une grenouille récemment préparéo, soit un morceau de carton ou de drap imprégné d*eaû salée ou acidulée, en touchant avec ce conducteur le plateau collecteur, on ne cliargerail pas l'appareii d uiio façon sensible.

Voila en concluait qu'au contact d'un métal et de ces conducteurs ])articuliers, il n'y avait qu'un dcveloppoment de force électromuLrice très-faible ou nul. — Nous reviendrons plus loin sur ces inter[)rétations; mais, pour achever l'esquisse des idées qui ont conduil a la découverte de la pile, il con\ient d'ajouler le détail de quelques expériences devenues classiques.

Lors{pron veut employer le condensiiteur à l'étude des forces électromotrices développées au contact des métaux, on emploie , souvent une iame iuruiee de deux autres soudées bout à bout,

PILES VOLTAlQUES.

ruiie en zinc, Fautre en cuivre. On prend le zinc k la main et l'on touche le plateau coHectoar avec le cuivre ; ce plateau se chnrge alors comme à Tordinairede fliride négatif. Mais si, au contraire, on tenait' par le cuivre, aucun effet ne serait pro* duit. On n*en obtiendrait pas davantage en réunissant par un fil de cuivre la partie cuivre que l'on tient avec le plateau supérieur.

Enfin, si Ton voulait répéter avec cette double lame l'expérienco première de Galvani, en plaçant les muscles de la grenouille sur réiément cuivre, et touchant avec un fil de cuivre, d*une part, les nerfs lombaires de ranimai, et de l'autre. Télé* ment de zinc, les contractions, ou disparaîtraient complètement, ou tout au moins ne se feraient plus que d'une manière irrégulière.

Pour faire 'reparaître l'action sur le condensateur ou les contractions de la grenouille, H suffirait de mettre en communication le fil de cuivre et le zinc non plus directement, mais par l'intermédiaire d*un conducteur humide, une rondelle de drap

imbibée d'eau salée ou acide, par exemple.

D'après cela, on voit que, pour recueillir les électricités produites d'après Voila par l'aclion éleclromotrice qui se développe au contact du zinc et du cuivre, on peut placer un disque (le zinc sur un disque de cuivre de mêmes dimensions, et aucpiel sera attaché un conducteur de même métal, mettre sur le zinc une rondelle de carton ou de iliap imbibée d'eau acidulée, et au-dessus un nouveau disque de cuivre muni d'un conducteur absolument comme le disque inférieur, et enfin toucher avec ces deux conducteurs les deux plateaux d'un condensateur. Le disque de cuivre inférieur s'il est isolé donne de l'électricité négative au condensateur ; c'est le paie néfjalif de réiément électro-moteur. Le cuivre qui est séparé du zinc par une rondelle humide est le pôle positif. Quand on réunit ces deux pôles par un conducteur, ce dernier (h m ne passage aux électricités contrains, qui se recombinent, pai liellement au moines, par son intermédiaire; on dit aloi »iue le conducteur interpolaire est traversé par un courant allant du pùl(* positif au pôle négatif.

On peut aller plus loin : si entre la première rondelle iiumide et le distpie collecteur supéi leur on place un élément complexe formé, comme le premier, d'un cuivre, d'un zinc et d'un intermédiaire humide, il ne se trouvera nulle part dans ia série totale un seul couple de deux contacts successifs tendant à neutraliser réciproqiioiiitmt leurs effet?, et dp plus, dans le conducteur extérieur réunissant les doux extrémités de iâ chaîne, les courante

PILES VOLTiLlQUES.

qfio produirait isolément chaque élément complexe seront de même sens et se superposeront; et en effet, si l'oa introduit une grenouille dans le circuit, on obtiendra avec deux éléments des contractions plus fortes qu'avec un seul; avec trots éléments, les effets seraient plus énergiques encore...

Tel est à peu près l'enchaînement des idées et' des expériences qui a conduit Voila à la construction de la pile.

Piles à colonne. — La première pile que Volta ait réalisée est la pile à colonne. Pour la construire, on prend une série de disques der cuivre, de zinc et de drap ou de carton ; • on imbibe ces derniers d'eau légèrement aci- ^ dulée, puis on place successivement jt^^^m^^^^m

rondelle de drap, sans jamais inter- -o^"^ — vertir l'ordre. Dans la figure 785, Fig. 795.

les disques de cuivre sont couverts de iiachures, on les désigne par la lettre C. Les zincs par la letire-Z, les cartons par la lettre D. T^es montants de verre assurent la stabilité de la colonne ainsi formée. .

PÎI0 en oouronne. — La prie à colonne reçut rapidement de nombreux perfectionnements. Le poids des disques supérieurs exprimait le liquide des rondelles mouillées, et ce dernier, ea coulant le long de la coloAne, établissait entre toutes ses parties des communications latérales très-préjudiciables. Volta imagina alors la pile en couronne^ dans laquelle tous les éléments liquides sont des verres pleins d*eau acidulée, placés les uns auprès des autres, et disposés en cercle, de façon que^ies extrémités de la chaîne soient voisines Tune de Tautre. Les éléments métalliques sont de petits arcs formés d'une lame de zinc et d'une lame de cuivre soudées ensemble. Dans le premier vase de la série plonge seul le cuivre d'un: de ces arcs; là est h pâle négatif de b pile dans le second vase plonge le zinc du premier arc et le cuivre du suivant, et ainsi de suite. Des piles de ce genre d*une centaine d'éléments donnent de fortes commotions. ^ Pile à auge. — La deuxième modification de la pile de Volta fut la pile à auges (fig. 786). Pour la construire, on prend des auges rectangulaires en bois, ayant environ 0*",4^0de long et t ou 3 décimètres carrés de section, une série d'éléments doubles composés d'une lame de cuivre et d'une lame de zinc ayant chacune

§ 2. — PILBS VOLTAÏQUES.

l'un au-dessus de l'autre un disque de cuivre, un disque de zinc et une

la forme et les dimensions de la section de l'auge et soiidés en*

semble sur tout leur pourtour. Ces éléments ont donc une foce de cuivre et une de zinc. On les fixe dans Tauge pcrpendiculai-

Fig. 7ë6,

renient à sa longiiour, en prenant soin que, dans tous, le cuivre soit tourné (lu niAine côté. Pour assurer la stabilité de leur position, on engage leurs bords dans des rainures pratiquées dans les parois de l'auge, et on achève de les fixer avec du mastic. L'auge principale se trouve ainsi divisée en une série d'aui^ets secondaires qui ne communiquent pas entre eux. Lorsqu'on veut mettre l'appareil en activité, il sullit d'y verser de l'eau acidulée. Alors on peut charger une bouteille de Leyde en en touchant les deux armures avec les fils Aet B; et si l'on joint les extrémités de ces fils par un conducteur, on verra ce dernier devenir, suivant sa nature, siège des phénomènes lumineux, calorifiques ou chimiques que peuvent produire les décharges électriques.

Quand on a besoin d'appareils puissants, on dispose un certain nombre d'auges semblables à colle que nous venons do décrire ; on les place dans le voisinage l'une de l'autre, et l'on fait communiquer à l'aide d'une lame de cuivre l'auget qui forme le pôle positif de la première avec celui qui forme le pèle négatif de la deuxième, et aiiigi.de suite.

Pile de WoUaatoB. — La pile à au«;es n'est plus qu'une pile à colonne dont on a rendu Taxe liorizontal; la pile de Wollaston se rapproche plus de la pile en couronne. C'est pour ainsi dire une pile en couronne dont lee éléments métalliques, tous fixés à une traverse de bois, peuvent être plongés ou retirés tous ensemble des vases destinés à recevoir l'eau acidulée. Seulement, dans réiément de Wollaston, on donne à la portion cuivre de chaque élément plus de développement qu'au zinc. Le cuivre d'un élément quelconque C'C" (fig. en- ^

toure sans le toucher nulle part le zinc de Télémeiit suivant; il est percé à sa partie inférieure d'an en deux trous qui facilitent l'écoulement du liquide. Des bouchons ou de peUts morceaux do bois empêchent le contact de ces deux métaux, entre lesquels il

PtLtS VOLTàÏQUKS. 713

ne doit pas y avoir de conimuuiccition directe. Dans la fig. 787, TT' est ia traverse à laquelle sont fixés les trois éléments ZC,

JC ,

Z C", Z "G ". CA,(:' "G sont les lames et fils qui recueillent l'éleoiricité aux deux pèles de ia pile.

§ 3» — DU SIEGE fiK LA FOBCE ÉLEGTROUOTRICE.

Le circuit d'un clcmonL électromoteur de Volta présenta, lors- (ju'il est fermé, une succession de trois substances conductrices ditiérentes. 11 v a donc dans ce circuit trois contacts disscmblableô, et, pour s'expliquer la circulation électrique, il suffit d\idmettre que Tun d'eux, n'importe lequel, est le siège d'une force électromotrice plus grande, suivant le cas, que la somme ou la différence des deux autres. Pour Volta, le courant prenait naissance au point où se touchent les deux conducteurs métalliques. Maintenant, on admet généralement que rélectriclté se développe surtout, là oiî le liquide de l'élément baigne le métal le plus attaquable. Une des raisons les plus simples que Ton puisse citer à l'appui de cette opinion, c'est que la puissance des piles ordinaires varie surtout avec l'es conditions dans lesquelles ce contact s'opère. L'action est maximum quand Teau acidulée est récenle et peut agir activement sur le zinc. Le courant diminue benuroup ou cesse complètement lorsque cet interçnédiaire humide n'est plus qu'une solution de sulfate incapable de dissoudre une nouvelle portion de métal, et pour faire renaître le contact, il suffit de verser un peu d'acide libre dans le liquide des auges.

D'ailleurs, rien rexpérieace de Volta ne contredit cette manière de voir. Lorsque, en effet, on touotie avec une lame de II. 40

MLkS VOLlAlQL'tS.

zinc tenue a b main Tan dcB pkiMW du ooodeasateiir, lo xinc s'allére vi«ibleiiieiit sous l'infliieoce de rhaaiKlilé de la main, ii y a donc là une action chimique, et il e&e^t de même de toales les autres expérirnces dans lesquelles on charge un condensateur avec un élément électro-moteur.

Bachmfcti ém WL BeeqmL M. Becquerel, plus que tout autre, a oontfibué, par ses découvertes électrochimtques, à faire abandonner Topinion que Volta s*était laite touchant le siège du développement de réleclricité dans les éléments de pile. Il nous serait impossible de donner ici une idée complète de toutes ses expériences sur ce point; mais celles que nous allons décrira suffiront pour faire comprendre la méthode qu'il a le plus souvent adoptée, et pour prouver en même temps que dans félément de Vdia Télectricité se dévei réellement aux points où ont lieu des contacts accompagnés d'action chimique. On soutient dans un vase de verre deux lames d'or, auxquelles sont attachés des fils Gonduclaurs en or, argent, platine, cuivre, peu importe, et dans le vase on verse un liquide conducteur qui n*ait pas d'action sur Tor, Facide azotiqtw par exemple; puis on met les deux 61s en communication avec 1^ deux extrémités du fih d'un rhéomètre semblable à celui que nous avons décrit page 580: aucun courant ne se manifeste. Mais si Ton vient verser quel* ques 4;outte9 d'acide chlorhydriquc près d'une des lames d'or, Teau régale qui se forme attaque le métal, et il se produit un courant marchant dans le vase, du métal attaqué au liquide. Le courant «'arrête quand le peu d'eau régale formée est épuisée. Celte expérience est décisive, car la conductibilité du liquide, renfermé dans le vase, n'a pas sensiblement changé pendant l'ex- |>érience.

Lorsque dans rexpérience précédente, aux lame*? d'or et de platine, on en subslilue deux autres de métaux diiliresUs et inégalement atîaquables par le liquide qui les louclie, lo rhéonicLro indique l'existence d'un courant, et par le sens de ce courant on peut constater que dans les actions < lutniques qui font passer un métal à L'état d'oxyde, de chlorure, de bromure, d'iodure, le métal attaqué prend rélectricité négative et le liquide actif, au contraire, l'électricité positive; en sorte que, dans l'élément éleclromoteur, le courant marche du métal au liquide. Ce secofui résull.iL des expériences de M. Becquerel peut aussi se vérilier à l aide du condensateur; il constitue un second principe fondamenlai de la théorie électrochimique des piles, et, comme nous l'avons déjà fait remarquer, il no contredit pas les expériences do Volta. '

ACTtOKS cniMlQiriS DES t»ILB8