MR 0 VIENS

AT d'

La charge de la surface $S étant S(s+cs')—=a(V—V,),ona

() = (+ 9 CR ae NET ANS

Cette expression est minimum pour d—d", c'est-à-dire quand l'aiguille occupe exactement le milieu de la boîte.

Si l'on désigne par c la capacité de l'aiguille par rapport aux quadrants supposés reliés au sol, la charge g qu'elle prendrait dans la position de symétrie est

(10) p=SV Va V Ve (VS).

En réalité l'aiguille est déviée de l'angle 0, par exemple vers les quadrants de potentiel V:, et la charge 7’ devient

= (5e) (nv) + (fa) (vx).

(ro)

g'=qg+a0(V; — V:).

La capacité pratique c’ de l'aiguille, rapportée au potentiel V, a donc pour expression

dy NEA Vire =e(i- at )+< V

ÉLECTROMÉTRIE. 139

ou, en tenant compte de l'équation (8) d'équilibre,

AULTES : a? IT 5 () ; Vi + Vo (11) = [e+ E (Vi) CR):

Dans le cas où V,+V;— 0, la capacité c’ est sensiblement constante, au moins tant que les déviations restent très petites; elle renferme un terme proportionnel au carré de la différence de potentiel des quadrants.

608. Description de l'appareil. — Dans la disposition adoptée par Lord Kelvin, une cloche en verre renversée est fermée par un couvercle en métal auquel sont attachés tous les organes. Cette cloche sert de jarre électrique, comme pour l'électromètre absolu ; l’armature extérieure est formée par des feuillets d’étain en relation avec le sol et l'armature intérieure par une couche d'acide sulfurique, qui a l'avantage de faciliter l'isolement.

La boîte de quadrants est attachée au couvercle par des tiges de verre et deux électrodes extérieures, isolées-par des manchons d’ébonite, communiquent respectivement aux deux paires de quadrants. L’aiguille est suspendue par deux fils de cocon dont on peut faire varier la distance des points d’attache supérieurs ; elle porte un miroir pour l'observation des déviations et un long fil de platine qui plonge dans l'acide sulfurique, de sorte qu'elle est constamment au potentiel très élevé de la jarre électrique. Cette aiguille y compris le miroir, ne pèse pas plus de o8",r2.

Enfin, on installe aussi sur le couvercle un replenisher et une Jauge pour charger la jarre et y maintenir le potentiel constant V; la communication de ces organes avec l'acide sulfurique peut être interrompue à volonté, afin d'éviter les pertes inutiles.

Il est facile de diminuer la sensibilité de l'instrument, sans modifier la charge de la jarre ni l'écart des fils de suspension. Quand on isole une paire de quadrants, les deux corps dont on veut déterminer la différence de potentiel étant réunis respectivement à la cage et à l’autre électrode, les déviations deviennent 10 à 15 fois plus faibles que si l’on utilisait les deux électrodes. Une plaque de métal, dite inducleur, placée au-dessus de l’un des quadrants, permet encore d'aller plus

loin. L'inducteur ne joue pas de rôle en général, mais on peut isoler l’une des paires de quadrants, ou toutes les deux, et mettre l’inducteur seul en relation avec l’électrode utilisée; on obtient ainsi une série de sensibilités différentes.

La construction de cet électromètre paraît présenter d'assez orandes difficultés. La qualité du verre est très importante, parce que la bouteille doit conserver sa charge, sans perte sensible, au moins pendant une journée. D'autre part, les montures d’ébonite s'altèrent assez rapidement, et il peut arriver que les quadrants ne soient plus suffisamment isolés pour l'étude des corps qui ne sont pas reliés à des sources électriques. Enfin l'équation (8) montre que les déviations de l'aiguille ne sont pas rigoureusement symétriques pour des différences de potentiel égales et de signes contraires, ce qui peut présenter des inconvénients dans certains cas, comme pour les observations d'électricité atmosphérique.

Supposons, par exemple, que l’on ait V — 800 volts, V:— 0 et V,——+/o volts. Le rapport des déviations 0 et —6 correspondant à ces deux valeurs du potentiel V, est alors

L'erreur relative est déjà de 0,05 et le potentiel de l'air atteint souvent des valeurs de beaucoup supérieures à 40 volts. Il arrivera même, si V,=2V, que les deux déviations se trouvent du même côté.

On peut simplifier notablement la construction de cet électromètre sans lui rien enlever de sa sensibilité ou de son exactitude. La bouteille de Leyde et ses accessoires, replenisher, jauge, etc., sont supprimés; l'appareil, réduit aux quadrants et à l'aiguille, est renfermé dans une cage métallique (fig. 158) dont le couvercle soutient le tube qui porte la suspension bifilaire, et laisse passer trois électrodes, porces par des tiges de verre et passant librement dans des trous du couvercle.

Deux des électrodes communiquent avec les paires de quadrants. La troisième est reliée à l'aiguille par l'intermédiaire d’un vase contenant de l'acide sulfurique dans lequel plonge,

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d'une part, un fil de platine attaché à l’électrode et, d'autre part, un prolongement en platine de l’axe de l'aiguille ; ce prolongement porte une ou deux petites aiguilles transversales qui amortissent très rapidement les oscillations.

Dans la disposition habituelle on porte les quadrants à des potentiels égaux et de signes contraires en reliant respectivement les électrodes avec les deux pôles d'une pile, formée

de très petits couples de Volta ou de Daniell, dont le milieu communique avec le sol. La sensibilité est alors, toutes choses égales, proportionnelle au nombre des couples.

Les fils de cocon, formés d’un seul brin auquel l'aiguille est suspendue par un crochet, sont enroulés sur un treuil à la partie supérieure et passent entre les dents d'une vis ayant deux pas en sens contraires ou dans deux encoches en forme de V dont la distance est variable; on peut ainsi régler faci-

lement la distance des fils à la partie supérieure et la hauteur de l'aiguille. Enfin la colonne peut tourner sur elle-même par un mouvement gras ou à l’aide d’une vis tangente pour achever le réglage.

Il est facile, les trois électrodes étant libres, de les relier d’une manière quelconque et d'utiliser, suivant les cas, les différentes combinaisons indiquées précédemment. :

Dans toutes les expériences faites avec les électromètres, 1l faut évidemment que les corps mis en communication avec les électrodes soient isolés avec le même soin que ces électrodes elles-mêmes. On doit considérer comme nulles les pertes par l'air, même très humide, et la déperdition de l’électricité comme s’effectuant uniquement par la couche d'humi-

ie 190: Fig. 160.

dité qui recouvre les supports et rend leur surface conductrice. On échappe à cette difficulté en maintenant les supports en verre, au moins une partie de leur longueur, dans une atmosphère desséchée par l'acide sulfurique. Les figures 159 et 160, qui s'expliquent d’elles-mêmes, montrent comment ces conditions peuvent être réalisées (!).

(1) MascarT, Journal de Phys., t. VII, p. 217; 1878.

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609. Discussion des expériences. — Dans le cas général, la déviation étant supposée assez petite, on peut écrire, en désignant par k le rapport des coefficients x et C,

, PUIS Vic Va