Relation entre le conrant et la force électnnutTioe

On a t'iii|)l<i\«f. fMtiir ('«'tlt* (Iclf'riniiiiitioii. le di^ipositif $uiv«iiit ' \oir fi*:. ^. f»artini . : l n IiiIm- kU- inclai \\r .»'"•.- dt- diamètre. }»orlant un euliuinoir a >n |>arli«- iiif^Tifiin-, fst 4li>|M>sf au-dessus d'un brûleur i>uii!»eii ordinaire a ronronne rtrirle de laeon a donner une Haiome liien rë«:idi*''re. Le> produit> delà t-onilui^tion montent dan^ ce tubea\ecnne vilf*>Ne cMinstiinl*' en (dia(|ue point, de^ (}iie le tuhe a atteint une températun* permanente: le (inilenr (*<t as>ez lar<re pour assurer, dutant une p(»>siide. Iiiniiormile i\v\ eonranl de piz conducteur en tous le:» point^ d une section liori/ontale du tid»e. l ne ti^e de laiton. Kin^e de M.'"', avant «i"". .*» «le diametnr. esl plae«*e sni\ant Taxe du tube et iMd<''e à I aide d un bouelion d t'dtonite qui tra\erse la paroi du tube. Celte ti^e esl ndiêe a lune de-* paire> de qnadranl> d un éleclro- Ui**l!*e. le tube esl lui-même relie à hi terre. Les deux pairt*s de quadrants Minl d'al»ord réunie^ en^enddeet mi^i^s en communication a^ec un de> pôles d'une batt(*rie d aeeumulatenr^. i autre prde étant à la lerix' : les quadrant*» relies a la lii»e de laiton siuil ensuite seî parés de la l>atterie et le déplacement de iaiiiuille i\\\ ^aKanomelre mesure le C(»uraut correspondant à la fore*' t'Iectroniotrice employée.

La ligure 1 dtinue « courbes L II • les résultais «le deux séries d e\-

p»^f'leIl*;♦-^. j^rfus le Cas de Ih courbc IL la \it<»s>e du courant d air <:it*iud Cl eié diminuée en }»lacanl au sommel «lu IuIk' A un rarli»n \j^Ai.<r (Je UMUibn-ux pelils lii»us. Les \ a leurs «lu ciuiranl sont expri-

lliee^ en unités ;4rliitruîf**..

SUR LA CUNOI'CTIBILITÉ DES GAZ CHAUDS EXTRAITS DES FLAMMES. 5l5

Ces courbes montrent immédiatement que le conducteur ne suit pas la loi d'Ohm, mais que le courant tend vers un maximum constant quand la force éleclromotrice devient suffisamment grande.

C'est la forme de courbe que Ton devait s'altendre à obtenir si Ton regarde la conductibilité du gaz comme due à son ionisation dans la flamme, c'est-à-dire le gaz qui passe près de Télectrodc isolée comme contenant des ions chargés positivement et négativement. Si Télectrode est chargée positivement, les particules chargées négativement sont attirées par elle et lui abandonnent leur charge, d'où résulte la déperdition observée.

Soient :

V la mobilité d'un ion (vitesse dans le champ unité);

^ la vitesse du courant gazeux ascendant;

/ la longueur de l'électrode isolée chargée au potentiel V ;

fj le rayon de l'électrode ;

Ty le rayon du tube.

Les ions situés à une distance de l'axe inférieure à p seront déchargés par l'électrode, p étant donné par

^ = J P'-^'iogil.

V' p V 2 " To

Par suite, si q désigne la charge portée par les ions d'un certain signe contenus dans l'unité de volume, la quantité d'électricité abandonnée par unité de temps à l'électrode est

Le courant est donc proportionnel à la force électromotrice jusqu'à ce que p = ri, quand toutes les particules ont cédé leur charge à IVleclrode.

Nous avons négligé, dans ce calcul, la vitesse de recombinaison des ions de signes contraires ; à mesure que l'on monte dans le tube, la recomhinaison diminue la conductibilité, de sorte qu'une grande force électromotrice, en déchargeant les ions plus tôt sur Télectrode, augmente légèrement le courant; il en résulte que la courbe ne devient pas parfaitement recliligne à partir du point où la force éleclromo- InVe est suffisante pour décharger tous les ions avant qu'ils aient dépassé l'électrode.

Dans ta courbe II, le courant maximum est atleini pour une force élertromnlrice plus faible que pour I, parce que la vitesse du courant gazeux, e-il moindre et que les particules chargées prennent plus de temps à parcourir la longueur de l'électrode.

La courbe III i^fig- 2) se rapporte à une série d'expériences effec-

Fig. 1.

tuées en einplovaut un tube plus large (/■( = 4™) ^^'^^ une vitesse i^ supérieure à 100''' par seconde. On voit que, jusqu'au plus haut voltage employé (a8o volts), le courant est sensiblement proportionnel à la force électromotrice. D'un autre côté, avec un tube plus étroit et une plus faible vitesse des particules ascendantes, le courant de saturation a été atteint pour une force éleclniinotrice de quelques volts.

Si. au-dessus de l'éleclroile ^que nous désignerons par B), on en place une autre C reliée à l'élerlroniùtre et cbargée à un potentiel suftisammeni élevé pour donner le courant nia\inmni, el si l'on vient à élever le potentiel de B, la vitesse de déperdition de C diminue jusqu'à s'annuler, ce ipii a lieu quand le potentiel de B est asses élevé pour donner le courant ina\iiiiuin. Dans ce cas, toutes les particules ont été déchargées avant de dépasser l'électrode B. el le gas, au-4)essus de celle élertnide. a perdu toute conductibilité. La vitesse de déperdition mavimum de B est la même, quel que soit le signe de sa charfie. ce qui prouve que les charges totales d'électricité négative et d'électricité |Htsili\e transportées par les ions soni égales.

On peut calculer la ipiantilé lot:de d'électricité portée par les ions

■ déterminé par unité de ll.ounie. L ne élecliiide reliée à une

du i

>\tent de la

ajw

i de jSo unités C. G. S (y

SUR LA CONDt'CTIBILITÉ DBS GAZ CUAtDS EXTRAITS DES FLAMMES. SlJ

compris celle de l'éleclromètre) présentait une chute de potentiel de 5 volts par seconde, soit une perte de ^ d'unité électrostatique par seconde. Le gaz était déchargé dans une section de S*"""' autour de l'électrode, la vitesse du courant gazeux était 130*"" par seconde; la chaîne par centimètre cube était donc g^^ d'unité électrostatique. Si chaque particule chargée a la charge d'un atome, leur nombre est de l'ordre de lo* par centimètre cube, c'esl-à-dire que le rapport du nombre des ions au nombre des molécules est de l'ordre de lo"'^. Ces nombres se rapportent au gaz situé en un point à i^*^'" environ de la flamme ; plus près de la flamme, le nombre des atomes dissociés est, naturellement, beaucoup plus grand, et ce nombre décroît rapidement quand le gaz s'éloigne davantage de la flamme.