Pile de Volta î «héorie chimique de la pile. — La

pile de Volta se compose d'une série de disques de zinc et de cuivre égaux, qu'on soude généralement deux à deux pour faciliter le montage de l'appareil. Pour s'en servir, on superpose ces disques en les plaçant tous dans le même sens sur un support isolant (fig. 173), et les séparant par des rondelles de drap imbibées d'eau acidulée : trois colonnes de verre maintiennent la pile en équilibre. Une série zinc, drap mouillé et cuivre, forme ce qu'on appelle un couple ou un élément. Les deux extrémités se nomment les pôles de la pile.

Quoique Volta ait expliqué par la théorie du contact la production de l'électricité dans la pile, en considérant l'eau acidulée comme servant seulement de conducteur pour relier l'un à l'autre les différents couples, le principe de la conservation de l'énergie conduit, comme nous venons de le voir, à rejeter cette explication pour adopter de préférence celle qui fut proposée vers la même époque par Fabroni et qui attribue à l'action chimique de l'acide sur les métaux l'origine de la force électromotrice. .

Dans cette hypothèse, l'action de l'eau acidulée sur le zinc, qui transforme peu à peu celui-ci en sulfate avec dégagement d'hydrogène, fait naître, entre le métal attaqué et le liquide, une force électromotrice ou une différence de potentiel, qui, d'après le principe de Volta, ne dépend que de la nature des

Fis. 173.

PILES A UN LIQUIDE. d99

doux corps et nullement de leur état électrique ni de leurs dimensions. Le liquide prend le potentiel le plus élevé.

Appliquons cette théorie à la pile de Volta (fif;. 173). Prenons par exemple trois éléments, et supposons que le premier

iuc communique avec le sol. Au contact de chaque zinc avec l'eau acidulée se produit une différence de potentiel constante, soit a, tandis que le contact du liquide avec le cuivre ne donne aucune différence, puisqu'il n'y a pas d'action chimique. Le potentiel augmente donc de a h chaque rondelle de -irap mouillé, quel que soit le potentiel des disques précé-

lents, et l'état de la pile peut donc se représenter comme il -ait :

l" couple. 2« couple. 3° couple.

Zn Eau acid. Cu Zn Eau acid. Cu Zn Eau acid. Cu Potentiels. 0 a a a la 2a 2a 3a 3a

Le même raisonnement peut s'appliquer à un nombre quelconque d'éléments et montre que la différence de potentiel des deux pôles est proportionnelle au nombre de ces éléments.

Il en serait de même si la pile était restée parfaitement isolée au lieu de communiquer avec le sol, puisque cette différence est indépendante de l'état électrique du premier zinc; mais il est évident par raison de symétrie que les deux pôles doivent prendre alors des potentiels égaux et contraires. Le pôle cuivre qui a le potentiel le plus élevé est appelé pôle positif; le zinc est le pôle négatif.

270. Autres piles à un liquide. — Outre les inconvénients communs à toutes les piles à un liquide, et que nous signalerons plus loin, la pile de Volta en présentait d'autres qui proviennent de sa forme. Elle était longue à monter; on ne pouvait donner aux disques une grande surface, ce qui augmentait la résistance; enfin le poids des disques exprimait le liquide qui coulait le long de la pile et mettait en communication les différents couples, ce qui diminuait la somme des forces électromotrices. Ces défauts firent remplacer bientôt la pile de Volta par d'autres dispositions, dont voici les principales.

La pile à auçje n'est autre que la pile de Volta renversée. Les doubles lames zinc et cuivre sont disposées verticalement dans une auge rectangulaire et mastiquées dans les

Fig. 174.

parois de manière à laisser entre elles de petits compartiments parfaitement séparés. 11 suffit de remplir d'eau acidulée toutes ces petites cases lorsqu'on veut se servir de l'appareil.

La 2»le à couronne ou à taases est une des formes les plus simples. Chaque élément est formé de deux lames, l'une de cuivre, l'autre de zinc, plongeant dans un vase plein d'eau acidulée. Chaque lame se recourbe pour se souder à la lame de nom contraire de l'élément voisin (fig. 174).

Dans la pile de Wollaston (fig. 175), le cuivre de chaque ç. couple entoure complètement les deux faces du zinc, ce qui double pour ainsi dire la surface de l'élément et par suite diminue sa résistance. Toutes les lames sont suspendues à une traverse de bois qui permet de les plonger en même temps dans les bocaux et de les retirer instantanément quand on ne se sert plus de l'appareil.

Citons encore la pile de Pulvermacher, qui est employée quelquefois pour les usages médicaux. Chaque élément est formé d'un fil de zinc et d'un fil de cuivre enroulés en spirale, sans se toucher, autour d'un petit cylindre de bois. Le tout forme une chaîne qu'il suffit de plonger dans du vinaigre pour obtenir un courant. Cette pile a l'avantage de n'occuper qu'un petit volume ; mais en revanche elle a l'inconvénient de s'affaiblir très vite et de donner par suite des effets de grandeur incertaine.

271. iSieiis dn courant. — Nous avons vu que l'action chimique de l'eau acidulée sur le zinc produit entre les deux pôles de la pile une différence de potentiel ou force électromotrice constante et proportionnelle au nombre des couples. 11 est évident que, si l'on réunit ces deux pôles par un fil conducteur (fig. 174), l'équilibre tend à se rétablir. 11 faut donc, si tout l'appareil est isolé, qu'une certaine quantité d'électricité passe du pôle positif, qui a le potentiel le plus élevé, au pôle négatif; mais, comme l'action chimique tend à

Fig. 173