HO DONC ION

Il en résulte que la quantité d'électricité correspondant à 1 kilogramme de plomb total serait

——— — 67000 coulombs, où 129,2 ampères-heure. NÉS TOTE +

S1 la force électromotrice est de 2,1 volts, l'énergie disponible par kilogramme de plomb engagé est de

467 000.2,1 — 981 000 joules.

Le travail d’un watt-heure exige donc que la réaction ait lieu sur 3,67 kilogrammes de plomb.

Dans une pile qui consomme du zinc, la quantité d’électricité par kilogramme de métal est augmentée dans le rapport de 2. 105,5 à 33. S1 la force électromotrice est de r,8 volts, comme celle du couple Bunsen, le rapport de l'énergie disponible à celle des accumulateurs, pour une même quantité de métal dans les deux cas, serait

33° 2,1 np

(1) Tscuezzow, C. R. de l’Acad. des Sc.,t. C, p. 1458; 1885.

Il faut tenir compte évidemment des acides et des vases qui sont toujours nécessaires et du charbon qui forme le pôle positif des couples Bunsen.

Il ne semble pas cependant que le phénomène chimique soit aussi simple et plusieurs explications différentes ont été proposées. D'après M. Frankland (1), par exemple, l’action de l'acide sulfurique sur la Hitharge produit le sel puce de plomb :

(3) DPbO + 2. SO*H?—5 PbO, 2 S03 + 2H20.

D'autre part, l'acide sulfurique dilué donne avec le minium un sel rouge particulier:

(4) Pb30+ 2 SO'H? — Ph30!, 2 S05 + 2H20.

S1 le sel actif est celui de l'équation (3), la décomposition de l’eau, pendant la charge, produit du péroxyde sur la plaque positive et du plomb sur la plaque négative :

5PbO,2S035+2H20 +50 = 5 Ph0O2+ 2 SO:H?, 5PbO, 2S03+ 5H? — 2 SO‘ H? + 3 H20 + 5 Pb.

On reprodurait le sel primitif sur chacune des électrodes pendant la décharge; les réactions s'expriment alors en re-

tranchant 5 O aux Pr membres de la première équation et 5H? à ceux de la seconde.

Pour le sel de l'équation (4) on aurait aussi, à la charge,

Pbh30!,2S03 + 2H20 + 20 — 3 PhRO?+ 2 SO,

! Pb#O5, 0% + 2H? — SOYHE + H20 + Pb?

Les mêmes équations, prises en sens contraire, représentent le phénomène inverse à la décharge.

Il est probable que la réaction principale correspond à une double sulfatation et que d’autres effets assez complexes interviennent à titre secondaire.

155. Capacités et rendements. — Les qualités d’un accumulateur s’altèrent rapidement quand le courant de décharge est

(1) E. FRanxLanD, Proc. of the L. R. S., t. XLVI, p. 304; 1889.

CAPACITÉS ET DIÉLECTRIQUES. 043

trop intense, ou qu'on épuise trop loin la charge, ou encore qu'on abandonne les appareils pendant quelque temps sans les mettre en service.

À part cette question de durée, qui est la plus importante, il faut aussi que la capacité soit assez grande. Dans les expériences faites par la Commission (") de l'Exposition de 18817, 35 accumulateurs du système Faure disposés en série et pesant chacun 43*,5 ont donné 619600 coulombs, comme débit utile d'électricité, avec une force électromotrice de 2,1 volts par couple. Le débit par kilogramme du couple est donc

SLR es — 14179 coulombs ou 3,94 ampères-heure, SR et l'énergie disponible 14 179.2,1 — 29756 joules.

D'après l'équation (2), le poids de plomb engagé dans la réaction serait environ 0,03 du poids total.

Si on admet que le plomb entre pour les deux tiers dans le poids du couple, la capacité serait de 21269 coulombs par kilogramme de plomb, ou de 5,91 ampères-heure, c'est-à-dire environ 0,045 de la valeur théorique.

Planté a obtenu dans certaines expériences jusqu'à 15,16 ampères-heure par kilogramme de plomb. Pour le même rapport entre le poids du métal et celui de l'appareil, ce dernier nombre correspondrait à 11,44 ampères-heure par kilogramme d'accumulateur. Un poids total de 41,6 kilogrammes serait alors capable de produire un kilowatt-heure. On arrive pratiquement à des résultats encore plus avantageux avec les accumulateurs industriels.

On n a guère de renseignements sur le travail que les piles peuvent produire utilement. Duboscq, qui en avait une grande expérience, estimait qu'avec 100 couples Bunsen, on obtient un bel arc pendant 15 heures, à la condition d'employer 5o couples pendant le premier tiers du temps, 5o autres pendant le second tiers et les 100 couples par deux séries de 5o en batterie pendant le dernier tiers.

Comme le courant est d'environ 15 ampères, l'énergie totale fournie par la pile est

5o.1",8.192.15P— 2,025 kilowatts-heure.

(1) ALLARD, JOUBERT, POTIER et TrescaA, C. R. de l’Acad., t. XCIV, p. 603; 1882.

44 MESURES ÉLECTRIQUES. v

Chacun des couples pèse environ 6 kg., soit un poids total de 600 kilogrammes ; il faut donc 300 kilogrammes de pile par kilowatt-heure. A ce point de vue, les accumulateurs auraient une grande supériorité sur les piles.

Enfin l’accumulateur ne restitue qu'en partie, pendant la décharge en service régulier, l'électricité et l'énergie qu'il a reçues pendant la charge. Les accumulateurs étudiés par la Commission avaient absorbé 694 5oo coulombs, pour en restituer seulement 619 600, de sorte que le rendement en électricité était 0,80.

Da’utre part, si E, I, R désignent la force électromotrice, le courant et la résistance d’une batterie pendant la charge Q, et E’, l',R’ les mêmes quantités relatives à la décharge Q, l’énergie dépensée dans le premier cas est W—Q(E<+IR) et l'énergie restituée W=Q'(E' — TR"). En faisant abstraction des pertes qui correspondent à l’'échauffement des résistances très faibles R et R’, le rendement en énergie est

Mie rQù be W QE

On doit remarquer encore que la différence de potentiel entre les électrodes est plus grande à la charge qu à la décharge ; si l’on fait E — 2",20 et E’—1",85, le rapport des forces électromotrices est 0,84. Dans le cas précédent, le rendement en énergie serait donc

Dans la pratique industrielle, le rendement en électricité peut atteindre 0,97 et même 0,98. Le taux de ce rendement présente le plus grand intérêt ; toutes les pertes d'électricité correspondent, en effet, à des actions locales eb à une destruction continue de l’accumulateur.

Quant au rapport des forces électromotrices, il varie avec les conditions de l'expérience. Si la charge est lente et le courant de décharge assez faible pour que la résistance de l’accumulateur lui-même ne joue pas de rôle important, ce rapport peut être de 0,90. Il en résulterait que la valeur maximum du rendement en énergie ne dépasse pas 0,98.0,90 —0,88.

CAPACITÉS ET DIÉLECTRIQUES. 949

MM. Cailletet et Collardeau (!) ont employé, pour former les électrodes polarisées, de la mousse de plaline enfermée dans des pochettes de soie. Le courant secondaire est alors plus intense qu'avec des lames métalliques et la force électromotrice initiale est égale à 1,8; toutefois la capacité n’est pas très grande et la décharge s'arrête assez rapidement.

S1 le voltamètre est soumis à une pression croissante, la chute du courant est moins rapide, et le débit Lotal augmente. À partir de 25 atmosphères, le courant présente même un ressaut après la première chute et se maintient uniforme pendant quelque temps. A la pression de 580 atmosphères, la force électromotrice de régime régulier est d'environ 1" et la durée du courant uniforme peut atteindre une vingtaine de minutes. Dans ces conditions, la capacité du platine est de 56 ampères-heure par kilogramme et la décharge immédiate donne un rendement électrique de 95 à 98 pour 100. On pourrait ainsi réaliser des accumulateurs à gaz condensés, mais la charge se conserve mal à circuit ouvert.

Le palladium métallique n’a également qu'une capacité très faible, sans doute parce que l’anode n'absorbe pas d'oxygène. Quand on l'emploie à l’état de mousse, il présente le même caractère que le platine, à part le ressaut du courant; à la pression de 600 atmosphères, la capacité atteint 156 ampèresheure par kilogramme. La mousse d'iridium ainsi que l'or précipité jouissent de propriétés analogues, à un moindre degré ; les phénomènes présentent la même marche.

Les autres métaux sont attaqués; il se produit alors des phénomènes chimiques, comme pour le plomb, et l’accumulation d'électricité n'est pas influencée par la pression.

Les propriétés du platine et du palladium correspondent d'ailleurs, comme l’a montré M. Berthelot, à de véritables combinaisons définies de ces métaux avec l'oxygène et surtout avec l'hydrogène.

(1) CaizzeTer et CocLarDEeAU, C. R. de l’'Acad. des Sc., t. CXIX, p. 830 ; 1894.

Électr. et Magn. — 1. 30