FORGES ÉLECTRO-MOTRICES

§ 4. ^ DUTEAMINATION DES FORCES ÉLECTUO-MOTRICGS. '

Méthode générale. — Considérée à uji point de vue purement théorique, la déterminnlion de la force électro-motrice d'un élément de pile ne semblerait [ws devoir présenter de difûculté spéciale. On transmettrait successivement le courant de l'éiéinont à travers un circuit formé de longueurs inégales d'un même fil do cuivre et d'une boussole des sinus sur le cadre de laquelle serait enroulée une longueur connuo de ce môme fil. De lu mesure des intensités ublcnues dans ces différentes expérrences, on déduirait la résistance de 1 élément et, par suite, celle du circuit, et

enfin, par le calcul, on aurait l'inlensité du courant, qui sorait produit par l'élément éprouve, ai la résislanco totale était égalç à i unilo.

£o réalité, quand il s'agit d'éléments thermo-électriques, le^ choses se passent à peu près ainsi.

Méthode de M. Wbeatttone. — Dans co dernier cas, et en général quand les éléments que l'on considère restent bien identiques il eux-mômes pendant un temps un peu considérable, on peut aussi arrivera comparer leurs forces èlectro-molrices sans employer d'aulro appareil rhéomélriquo .que lo rhcomètre jodul* tiplicaJeur ordinaire.

Soit le cas de deux éléments : on iecno successivement le circuitdu premier par un rhcomèlre ordinaire et deux longueurs dt) fils, l et et l'on mesure les déviations produites d et cl'.

On opère de même avec le deuxième élément, et l'on mesure les nouvelles longueurs, ^, et qu'il faut introduire dans son circuit, toujours avec le même rhéomètre, pour avoir les mêmes déviations^ d et d'. Soient E et E' les forces éleclro-motrices des deux couples, i et i' les intensités de couranl; qui répondent aux déviations c/ et .ci^', et L et L' les longueurs de 01 équivalentes dans chaque cas au rhéomètre et à l'élément employé, od a suc* cessîvement : , .

et par suite

Mais lorsqu'il s'agit de courants hydro-électriques , on n à lutter contre une difficulté analogue h celle qui se présente dans la mesure des conductibilités des liquides ; par suite même de la circulation du courant, les parties métalliques de l'élément, ou au moins l'une d*elles, se recouvrent de gaz. conductibilité générale s'en trouve diminuée, et déplus, ces lames, ainsi altérées superficiellement ou polarisées, deviennent capables de produire

et .

on en déduit

7&8 MESURE DES FORCES ÉLECTRO-MOTUiCES.

dans le circoit des confre-oonrants, plus faibles sans douta que le courant principal; mais qui enfin Faltèrent ; et« ce qu'il y a de plus fâcheux, c'est que les intensités de ces actions secondaires pertufintrices varient avec Tintensité même du courant principal ; elles changent chaque fois que change la résistance totale du circoit lui-même. La méthode générale n'est plus ici applî^ cable, puisqu'elle suppose essentiellement ridentité de l'élément éleciro-moteur, pendant toute la durée des expériences néoes* sairement un peu longues- auxquélles on se trouve conduit.

Méthode de Hf. J. Regnauld. — ]*our résoudre la diflieuUé, M. J. ik.:iidu!il a eutj>]()yé une autre méthode qui présente souvent do L'rands avanta.L'CS. On la désigne sous le nom de métho'lo d'oppo->ition. On prepaiti ua grand nombre d'éléments thenno-élcctriques identiques entre eux, puis on ferme le circuit de i appareil dont il faut déterminer la force électro-iiiotriro, par un conducteur formé d'un rliéoniètro sensible et d'un certain ni)fiil)ro de ses éléments ihormo-éleclriquos, disposés en série linéaire ou, si l'on aime mieux, on pile ordinaire. Les soudures de rang pair sont toutes mnintPimos ci une température rnnstant(% les auhes à une auiro température éiiaiement ûxc et différente de la |)remiere. Ces éléments sont orientés de façon que le courant qu'ils produisent dans le circuit soit de gens irïverse ;i erliii lir» l'électro-moteur étudié, et l'on en détermine le nombre cie taçon que le couranl daos le rbéomètre soit très-faible.

Ce résultat atteint, on rompt le circuit, on remet l'élément que l'on étudie dans son état initial, on enlevant, soit par des lavages convenables, soit par écliauffement ou autre procédé, toute polarité électrique à celles de ses parties qui avaient pu en acqué* rir; puis on ferme de nouveau h circuit et l'on voit si le courant du rhéoinètre est toujours faible et passe du positif au négatif lorsqu'on accroît ou qu'on diminue d'une unité le nombre des éléments tliermo-éleclriques employés.

Supposons cette condition satisfaite, et soit n le nombre des éléments thermo -électriques pour lequel elle est remplie ; soit E la force électro-motrice de Télectro-moteur soumis à l'étude, et ê celle de cbacun des éléments thermo-électriques; soit, enfin, R la résistance totale du circuit, et ^J'intensité trèsfaible du courant dont Texistence est accusée par le rbéomètre. K tic

On a ; — g-^ ■» ^, ou simplement E = ?4e, si l'on admet d = 0, Quoique en général les éléments hydro-électriques éprouvent

Digitizcû by GoO

MESUllE DES FOllCES ÉLECTUO-MOT lUCES. 759

ces effets de polarisation que Ton cliercho à éviter dans les déterminations qui nous occupent, il est do ces clémcnls pour lesquels les effets dont il s'agit sont très-faibles. M. J. Regnauld a observé qu'on obtient un élément de ce genre en sé[)arant un vase en deux parties par une cloison poreuse, mettant d'un cùté une solution de sulfate de zinc, de l'autre une solution de sulfate de cadmium, plongeant une lame de zinc dans la première, une lame de cadmium dans l'autre, et en complétant le circuit à l'ordinaire. Des éléments de ce genre ont une force électro-motrice beaucoup plus grande que celle des éléments thermo-électri(|ues, et dès lors, (juand on veut employer la méthode d'opposition que nous venons de décrire, on peut remplacer un certain nombre d'éléments thermo-électriques par un élément à sulfate de cadmium, préparé comme l'indique M. J. Régna uld. La force électro- motrice de cet élément aura été à l'avance soigneusement comparée à celle des éléments thermoélectriques que l'on se propose d'y adjoindre.

Méthode de M. Poggendorff. — Pour obtenir les mesures des forces électro-motrices indépendamment des effets de polarisation, iM. Poggendorff avait proposé une méthode théoricjuement moins simple que celle de M. Gaugain , mnis qui pratiquement présente aussi des avantages. M. Poggendorff se propose de comparer la force électro-motrice x d'un élément Q' à celle d'un électro-moteur Q, dont on connaît la force électro-motrice E, et la résistance H.

On forme avec les éléments Q et Q' (fig. 803), et aussi avec urt rhéomètre G , un circuit de résistance totale R-j-R,, et dans lequel les courants de Q et Q' aillent en sens inverse, puis on réunit en outre les deux pôles de Q par un fil dont on peut fciire varier rapidement et ii volonté la longueur. Dans tous les cas, et pour toute longueur, on suppose connue la résistance /• de ce iil additionnel. Si l'élément Q est convenablement choisi, on pourra toujours, en faisant varier r, amener facilement ii zéro l'aiguille du rhéomètre. A Fig. 803.

ce moment, le courant principal que

donne Q' dans le circuit total est détruit par le courant partie que donne Q dans l'arc PPjP' de résistance Rj, Cette condition s'écrit aisément en forme algébrique.

760 MESUUE Dl':S F OU CE S LL E C I U û -Ai 0 1 iUG fiS.

L'élément Q' donne, dans Tare PP|F (v. page 755), uo cou< rant total dont l'intensité est

L'élément Q donne dans .ce môme arc un courant :

ilR, -f llr 4- iR, *

Quand Tégalilé a lieu, on a donc

Quelques essais préalables abrègent beaucoup le temps de la déterrolualion de r, et rendent ainsi très-faible rinHuence de la polarisation.

§ jl. — LOIS DBS FOftCBS ELfiCTRO-MOTatCBS.

Énément* hydro-électrîques. — La force électro-motrice d'un élément hydro-eleclrique dépond de la nature des corps solides et liquides qui le composent.

Quant à l'étendue des conincls entre le licjuide actif et le méttil atttifiué, elle est san» iniUi€Miro, au moins quand on ornrlo les eileb de polarisation, et cela semble prouver que la rapidité avec laquelle !;> force électro-motrice amène rélectro- moteur a son niaxiuiuui de. charge est incompai-ahU'iiKMit plus [grande que celle avoe laquelle Télectricité se propage dans ie conduo teur interpolaire.

Il a été fait un grand nombre de recherches sur la détermination des forces électro-molrices des éléments de pile de natures diverses. Nous extrayons des Mémoires publiés par M. £d. Becquerel sur cette matière, deux tableaux dont le premier est relatif aux éléments simples^ le second aux- éléments multiples. Dans Tun comme dans l'autre de ces tableaux, on a représenté par 400 la valeur de la force électro-motrice d'un élément formé par une lame de zinc pur^ et par une lame de platine bien dépolarisée, plongées toutes deux dans un mélange de 9 parties d'eau contre une d'acide sulfurique concentré. On dépolarise la lame de platine eu. la lavant à Tacide azotique et la portant au rouge.

MESURE DES F0EGE8 &LBCTII0«-U0TR1CKS. Ui