CHAPITRE YII

DISTRIBimON DE L*ÉLECTIUaTÉ, « fiOrr DANS LES PII«ES ELLES-MÊMES, SOIT BANS L^S CONDUCTEURS INTERPOLAIBfiS,

§ 4. ?HINCI^B9 OÉN^RAUX DE TOLTA BT DE BIOT. EBGHBRCRB8 BXPéBlHENTALBS DE !!• BBGQUBBBL ET DR M, GAVGAm.

IKilffibtttSoB d« l*él«oteîfl8lé diuM rinMêiir âm la plie.

La distrîbuttoii de rélectricîlé dans l'appareil voltaïque et dans le conductear qui en joint les pôles a été étadiée avec grand soin par Yolta lui-même et par Biot, et les recherches plus récentes de M. Becquerel et surtout de M. Kohirausch ont conGrmé, précisé et étendu les résultats auxquels Volta était arrivé.

tes idées de Volta sur la nature de la force électro-motrice pouvaient se traduire de la manière suivante : que l'on conçoive deux éléments* complexes, identiques entre eux et formés chacun, 4^ d'un cuivre, S* d*un intermédiaire humide, 3« d'un zinc; ces éléments étant primitivement isolés, et k Télat naturel, si on les superpose en les prenant avec une pince isolante, il y aura, après l'établissement du contact entre le zinc du premier et le cuivre du second, une certaine quantité d'électricité positive, r/, sur le premier de ces éléments, et sur le second une quantité de fluide négatif égale aussi en valeur absolue à r/, c'est-à-dire pouvant recomposer du fluide neutre avec réleclricité positive a du premier élémént; on peut dire alors que la différence des états électriques de ces couples est 2a. Elle se reproduirait s^ins aucun changement, lors même qu'avant d être superposos les éléments seraient chargés de quantités quelconques^ et g' d'électricités de môme nom ou de noms contraires.

% 76d DISTAIOUTION DE L*£L£CTUlCiTlh

Enfin: quand plusienr? éléments semblables sont réunis sous foimo (le pile, cette iliiférence constante, qui lend a s'établir entn^ les états électriques de deux consécutifs quelconques d'entre eux, par suite même de l'action de la force électro-motrice, n'est aucunement altérée par les réactions des fluides accumulés aux diirrronts cou(»ie.- de la série.

On déduit aisément do ces principes :

1" Que dan> une pile on contact avec le sol par une de ?es extreinités, la quantité do fluifle libre sur chacun dos éléniorUs successifs croît en proirrossion aritlimeliinio à mesure que l'élément considéré s'éloigno do rotui qui, communiquant ail sol, se trouve par cela mémo à l'étal naturel;

?" Que dans une pilo isolée il se trouve aux deux éléments extr(^mos dos quantités égales de fluides contraires. Ces quantités sont chacune moitié de celle qui se trouverait à l'un dos p(Mes si l'autre communiquait au sol. Au milieu de la pilo, il n'y a pas d'électricité libre. L'une des moitiés est chargée de fluide positif, l'autre de fluide négatif, et d'un élément k l'autre la variation de la charge se fait toujours en progression arithmétique.

Pour montrer comment s'établissent toutes ces conséquences de l'idée de Volta, soit le cas de la pile isolée et le nombre de ses éléments complexes, si on la monte sans établir de communication entre ses diverses parties et le sol, il y aura finalement autant de fluide positif libre dans l'appareil qu'il y en aura de négatif, soit X la quantité de fluide positif qui se trouve au p6Ie positif, les charges des éléments successifs seront

\, \ - lu, X I'» \ - 2« Un — II,

a .^ôiiimr l'Liali*

et. comme elle doit élrv nulle, on aura ef, sur l'élément de rang p, on aura Si p ^ n, cette difl'érence devient

a (în — 0 - 2a (n — 1)= <?; et, sur le suivant, elle sera de — a.

DANS LS8 PILBS.

Ajoulons que tous ces raisonnements, ces calculs et les conséquences auxquelles ils conduisent subsistent sans modification dans îa théorie qui place le siège priiu 4)al du développement d'électricité au contact du liquide et du métal le plus atînquiilile.

ExpérîeDoet de Biot. — Dans le ras de la pile non isolée, les considérations qui précèdent prouvent que la quanlité d'électricité libre sur l'élément supérieur croit prof)orlionnellement au nombre des éléments. Biot a obtenu de nombreuses vérifications de cette proposii tu. Il formait des piles avec des éléments identiques entre eux, mais pris en nombres diflerents. Il mettait l'un de< pôles de ces piles en communication au sol, puis il cliargeait un mémo condensat(^ur de Yolta, en le mettant successivement en contact avec celui des pôles des piles considérées qui ne communiquait pas au sol. Enfin il mesurait à la balance électrique les charges communiquées au condensa teui". En opérant ainsi, Biot s'est assuré qu'avec les éléments de pile ordinaire le temps pendant lequel le condensateur restait, pour se charger, en contact avec le pôle de la pile n'avait pas d'intluence sur la grandeur absolue de la charge. 11 a aussi constaté que dans une pile isolée la charge est nulle au milieu et se développe symétriquement de part et d'autre de ce point. Seulement, e!1c est positive d'un côté et négative de l'autre.

Ei^érieDOM de H* Gaugaln* Ëleotromètre gradué. — Dans des expériences plus récentes, M. Gaugain a vérifié Texaclitude des résultats de Biot, en employant pour appareil de me* sure un électromètre gradué.

La table de graduation d*un étectromètro donne immédiatement les valeurs relatives des charges qui répondent aux divers degrés d'écartement des lames d'or. Nous avons déjà indiqué au tome I de ce traité une méthode que Ton a quelquefois em-> ployée pour arriver k une pareille graduation. Il en est une autre plus commode et fondée sur l'emploi de la balance de Coulomb. — On cliarge l'électroscope d'une certaine quantité d'électricité, et Ton observe l'écartement correspondant a, puis, après avoir touché la boule avec un plan d'épreuve, on mesure à la balance électrique la charge A de ce plan d'épreuve. Immédiatement après on le remet à l'état naturel et on le fait rapidement toucher n — 4 fois de suite à la boule de l'électroscope, en le remettant toujours à l'état naturel à chaque opération; seulement, après le dernier contact, au lieu de ramener le plan à l'état naturel, on le reporte dans la balance pour mesurer son état électrique.

Soit ^ la frai;lion de la charge de l'électroscope que le plan

PROPAGATION DE Ii*£LEGTRlClTÉ

d*épreave prend h chaque contact, et Q la charge primitive de cet électroscope ; on a, abetraclton faite des pertes par Tair,

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|A étant calculé de cetto manière, on en déduit les charges que pt)> ôdait l electroscopt' iii>rès chacun des n cun tacts successifs, et >i (Jans chaque c^is on a mesuré l'écartement des lames, on a tous les élénionts de la table de graduation à construire. Mis successivement au contact des différents points d'un corps électrisé, et dont l'éUit électrique est invariable, un électroscope gradué comme nous venons de le dire y prend des quantités de flnidc proportionnelles à celles qui s'y Irouvent. On peut le dénionlrcr oxpérimentalement . puisque avec le plan d'épreuve on peut deteruîiMcr !es rapports des quantités d'eiectncile qui existent aux diiïci i nis points du cor()s dont il s'agit.

En un mot, i' électroscope gradué se met en éqnilibre électrique avec les différents points du corps, comme, (iai.s !e< expériences faites sur la conductibilité calorili(iu(\ \p> thermomètres, au contact des difTérentes couches des barres cnnductrices, se mettaient en équihbre de température avec ces couches. Dans ce qui va suivre, nous appellerons tension électrique d'une tranclio d'un conducteur traversé par un flux d'électricité la charî:e que prend en contact avec cette tranche un électroscope gradué comme nous venons de l'indiquer, et auquel nous supposons une sensibilité sulïisante.

Dittribution de Télectrioîté dans le oonduoteur interpolaîre. — Quant à la distribution dans le conducteur interpolaire, les expériences de Voila l'établissent de la façon la plus nette. Nous extrayons la description de ces expériences du Traité de phy* iigue expérimentale de Biot (t. I, 4824).

« La première chose à faire dans cette analyse est déconsidérer rétat électrique des milieux interposés entre les pôles de la pile. Cet état est rendu sensible par une expérience de yolta,quicon* siste à joindre les pôles de la pile par un conducteur assez imparfait ; par exemple, une longue bande de papier imprégnée d*eau pure. Après que la communication a été étal>lie pendant quelques instants entre les deux pôles, si l'on touche successivement les différents points de la bande avec un condensateur, on trouve que lorsque la pile est isolée chaque moitié est chargée de Fespèce d'électricité qui est propre au pôle auquel elle ad* hère, et Tintcnsité de ces charges va en diminuant depuis chaque . pôle jusqu'au milieu de la bande qui se trouve à Tétat neutre, au