CHAPITRE XI

Expérience de Heebeek. — Seebeck découvrit en 1821 un moyen de produire des courants électriques par la chaleur; un barreau de bismuth B est soudé a ses extrémités S et S' avec une lame de cuivre C, de manière à former un circuit rectangu-

laire. Une aiguille aimantée mobile ?ur un pivot est placée dans 1 icadre que l'on dispose dans le plan du méridien magnétique ; soit a le pûl-- austral; un chauffe l'une des soudures, S par exemple, avec uoe lampe a gaz; aussitôt, l'aiguille aimantée dévie, le pôle austral vient de notre cûté et indique un courant électrique dirigé de la soudure chaude à la soudure froide par le cuivre (fig. 362).

dSO ÉLECTRICITÉ.

Tant que l'on chauffe d'une manière égale la soudure S, sans chauffer l'autre, la même déviation persiste; elle augmente par un échauiTemenl plus grand ; elle diminue par le refroidissement.

Élément thermo-électrique de M. Pouillet. — Modifions légèrement cet appareil; aux extrémités du bismuth recourbé en fer à cheval (%. 363), soudons deux fils de cuivre et nous formerons l'élément de M. Pouillet ; plongeons la soudure S dans un vase plein d'eau bouillante, la soudure S' dans un vase rempli de glace Tondante, et réunissons les fils au circuit d'une boussole des

sinus; nous observons une déviation constante de l'aiguille aimantée, le courant sera constant et son intensité est I. Remplaçons l'eau bouillante par de l'eau à 50°, la déviation diminue et nous trouvons que la nouvelle intensité du courant est

■— ; ainsi le circuit restant le même, l'intensité du courant

fourni est proportionnelle à la différence de température des deux soudures.

Comparaison d'un élément thermo-électrique avec un élément de Ùaniell.

La loi de Ohm s'applique aussi bien aux courants thermoélectriques qu'aux courants produits par l'action chimique ; si l'on appelle I l'intensité du courant de l'élément thermo-électrique, lorsque les soudures sont maintenues à 100° et à 0°, E la

PILES THÈRMO-ELECTRIQUÈS. 49i

force électro-motrice qui sépare les deux électricités à la surface de contact des métaux, et R la résistance des fils de cuivre

E et du circuit de la boussole, on a : I = — ; la résistance inté-

rieure de l'élément est tout à fait négligeable ; si donc, comme nous avons appris à le faire, on évalue la résistance R en longueur de fil du rhéostat, une seule mesure d'intensité nous permet de calculer E = I x R. Si l'on détermine la force électro-motrice d'un élément de Daniell, on trouve qu'elle est 256 fois plus grande que celle de l'élément bismuth et cuivre dont les soudures sont à 100° et à 0° (M. Becquerel).

Les courants thermo- électriques ne peuvent surmonter de grandes résistances. — Si Ton double la résistance du circuit offert au courant thermo-électrique, l'intensité du courant devient moitié, ainsi on ne peut employer cet élément pour surmonter de grandes résistances; une colonne de liquide, par exemple, annihile un courant thermo-électrique.

Il est donc nécessaire, quand on veut manifester ces courants, d'employer un galvanomètre dont le fil est gros, fait un petit nombre de tours, et constitue un circuit de faible résistance.

Tableau de» métaux rangé» suivant le pouvoir thermoélectrique. — En composant avec des métaux ou des alliages différents un circuit thermo-électrique offrant deux soudures, dont Tune est chauffée, on a cherché quel est le métal qui envoie de l'électricité positive ou qui se montre positif par rapport à l'autre qui est négatif ; on reconnaît par l'expérience que chaque métal de la table suivante est positif par rapport à celui qui le suit.

Antimoine.

Or.

Fer.

Platine.

Argent;

Mercure.

Zinc.

Maillechort.

Cuivre.

Bisrauthi

Ainsi compose-t-on un circuit de fer et de cuivre, l'Une des soudures chauffée fournit les deux électricités, l'électricité positive sur le fer, la négative sur le cuivre.

Pile* thermo-électrique». — Si l'on réunit en série des élééléments thermo-électriques, l'intensité et la force électro- motrice du courant sont multipliées par le nombre des éléments . On emploie beaucoup dans l'étude de la chaleur rayonnante eu

pile thermo-électrique due à Nobili {fig. 36/i], composée de trente éléments environ, qui sont de petits barreaux de bismuth et d'antimoine; le premier barreau de bismuth est soudé à l'antimoine, ce métal est soudé au bismuth de l'élément suivant ; toutes les soudures de rang impair sont d'un côté, toutes celles de rang pair sont de l'autre; la pile est disposée dans un tube cylindrique ou dans un tube dont la section est un carré. Les extrémités, l'une de bismuth, l'autre d'antimoine, sont unies aux fils d'un galvanomètre A aiguilles astatiques dont le fil est gros et

fait un petit nombre de tours, cinquante par exemple. Ed approchant la main à une certaine distance de l'une des faces de la pile, on voit dévier immédiatement l'aiguille aimantée ; si l'on touche l'une des faces de la pile avec un corps plus chaud que l'atmosphère, de même l'aimant se met en mouvement. M. Tvndall fait dans ses cours uu grand usage de ce thermomètre différentiel très-sensible.

Nous verrons plus tard comment on gradue cette pile thermoélectrique pour qu'elle puisse servira mesurer les quantités de chaleur envoyées à l'une de ses faces.

Pile thermo-électrique de M. Becquerel. — H. Becquerel a fait construire par M. Ruhmkorff une pile thermo-électrique composée de barreaux de sulfure de cuivre fondu et de maillechort (alliage de nickel, de cuivre et de zinc); le sulfure de cuivre est positif par rapport à l'alliage ; pour former la pile, les barreaux de sulfure de cuivre sont enchâssés dans des garnitures en maillechort d'un côté, et disposés verticalement (fig. 365) ; a la partie supérieure, toutes les garnitures en alliage présentent un prolongement horizontal placé au-dessus d'un tuyau à gai percé de trous; en allumant le gaz, on chauffe toutes ces plaques de métal et par conductibilité les soudures correspondantes;

AIGUILLES THKKMO-ÉLECTRIQUES. 493

chaque soudure chaude est unie à la soudure froide de l'élément suivant.

Les éléments sont fixés de chaque coté d'une traverse de bois; deux bornes sont les pâles de la pile.

Si la différence de température des soudures est 400°, huit éléments de cette pile ont la même Force éleclro- motrice qu'un élément de Daniell.

On peut avec cette pile, dont les barreaux de sulfure de cuivre offrent une certaine résistance, produire des décompositions chimiques, (aire rougir un fil de platine, faire marcher un appareil d'induction servant à des applications médicales, etc.

Pendant que la pile fonctionne, le sulfure de cuivre ne change pas de poids, et par suite on produit de l'électricité par la chaleur seule et non point par action chimique.

Aiguilles (hermo-éiccti'iqucs.— M. Becquerel a fait connaître l'usage que l'on peut faire d'aiguilles thcrino-éleetriqucspour mesurer des températures, et nous avons vu qu'il employa ces instruments pour étudier la chaleur animale.

Les aiguilles thermo-élei: triques reçoivent des formes trèsdiverses, selon le but qu'on se propose d'atteindre, mais toujours elles sont formées de métaux différents et présentent deux soudures, dont une seule est chauffée; on ferme le circuit par un galvanomètre.

Nous avons vu que Duiroehet a employé des aiguilles courbes a soudure terminale (page 238, tigurc 185).

Graduation des aiguilles thermo -électriques, — Quelle que soit

la forme des aiguilles, il faut les graduer avant de les mettre en usage, c'est-à-dire mesurer la déviation de l'aiguille du galvanomètre qui correspond à des différences déterminées de température entre les soudures.

Soient deux aiguilles de Ter et de cuivre à soudure terminale, les extrémités fer sont unies par des pinces et un fil du même

métal {fig. 366), les extrémités cuivre sont réunies par des pinces de cuivre aux fils du galvanomètre G, placé sur une console fixée au mur, dont les aiguilles asiatiques sont toujours soutenues de la même manière.

L'une des soudures S es! plongée dans un vase A contenant beaucoup d'eau ; la température de ce bain varie fort peu pendant la Journée surtout si l'on opère dans une salle exposée au nord ; l'autre soudure S' est plongée dans uu vase B plus petit plein d'eau,. dont la température sera plus ou moins élevée par des additions convenables d'eau ebaude ou d'eau froide. Va thermomètre ( divisé en dixièmes de degré placé de temps en temps dans le premier bain fera reconnaître sa température peu variable qui sera notée ; le même thermomètre placé à demeure dans le second bain indiquera la température de l'eau qu'il faut agiter souvent.