CHAPITRE IL

EXPÉRIENCES DE PELTIER RELATIVES À LA LOI QUI PRÉSIDE À L'ACCROISSEMENY DE LA TENSION STATIQUE DES PILES.

Lorsqu'une pile est en action et que le circuit n’est pas fermé, l'électricité s’accumule aux pôles et y acquiert une tension statique plus ou moins puissante. Peltier a démontré que cette tension croît comme le carré du nombre des couples; il a également démontré que cette élévation de la tension provenait de la neutralisation successive d’une des deux électricités, ce qui permettait de nouvelles émissions, jusqu’à ce que la réaction d’une seule électricité fût suffisante pour contre-balancer la résistance des couples à la rétrogradation de l'électricité ainsi accumulée ; enfin ii a mesuré directement cette résistance,

Voici quelques-unes des expériences à l’aide desquelles Peltier a démontré ces faits (1).

Dans une série d’expériences, Peltier prit dix couples à

(1) Voyez la note 4.

couronne de trois centimètres carrés d'immersion; il les plongea dans des verres qui étaient placés sur un gâteau de résine,et par conséquent isolés, Aux derniers éléments cuivreet zinc de cette pile à couronne étaient soudés deux conducteurs de quatre décimètres chacun; ces conducteurs étaient isolés, et étaient destinés à mettre les deux pôles de la pile en contact avec les plateaux de Volta, adaptés à la balance de torsion ou à l’électromêtre ; un de . ces conducteurs communiquait au collecteur, et l’autre au condensateur. Voici le résultat en moyenne de trois séries d'expériences.

NOMBRE des couples

FORCES DEVIATIONS FORCES proportionnelles calculées d’après la loi

obtenues. proportionnelles. | curé des couples

en actione

Ce tableau tend évidemment à prouver qu’effectivement

la tension statique augmente comme le carré des couples, car les différences entre les forces proportionnelles observées et les forces proportionnelles calculées ne sont pas en dehors des erreurs possibles dans un genre d’observations aussi difficile. Toutefois ces différences engagèrent Pel- Lier à répéter les expériences avec un autre électromoteur. Il était à craindre en effet que les différences ne provinssent de la difficulté qu’on éprouve à avoir des effets constants de tension avec les piles hydro-électriques. Il se servit donc de piles sèches, et voici les résultats auxquels il parvint : |

NOMBRE : x FORCES DEVIATION FORCES Rene

des couples calculées d’après la loi

RER de l'électromètre. | {proportionnelles.! [ii Carré des couples, 1 0°,8 9 6°,3 3 110,5 % 150 6 230 8 30° 9 33°

10 gye 12 43° 16 56°,3 20 69°

TENSION STATIQUE DES PILES. 93 Ici la concordance est beaucoup plus marquée et il ne peut rester aucun doute sur la réalité de la loi. Maintenant quelle est la raison de cette augmentation considérable dans la tension statique des piles ? Pourquoi cette augmentation n’est-elle pas simplement en rapport avec le nombre des couples? L’intensité dynamique est proportionnelle au nombre des couples, pourquoi la tension statique est-elle proportionnelle à leur carré? Telles sont les questions qui restaient à résoudre, et que Peltier

résolut par. la voie de l’expérience.

EXPÉRIENCES DE PELTIER POUR DÉCOUVRIR LA CAUSE DE L'ACCROISSEMENT RAPIDE DE LA TENSION STATIQUE DES PILES,

Peltier fit un support isolé portant deux machoires ; ces machoires formaient pince et étaient isolées elles-mêmes l’une de l’autre. Sur la machoire inférieure il plaça un disque ou couple de pile sèche, puis il abaissa sur elle l’autre machoire. I! fil communiquer le pôle positif du couple, c’est-à-dire l’élain en contact avec le manganèse au collecteur d’un électromètre, et le pôle négatif de ce même couple, c’est-à-direl’étain du papier au condensateur. Après dix secondes de contact il retira le couple et sépara les plateaux. L’électromètre donna 6e, 5 de déviation. Ceci fait, il déchargea le condensateur ou plateau supérieur, et laissa, au contraire intacts le couple et le collecteur ou plateau inférieur. Puis il rétablit le contact du disque manganésé avec les deux plateaux, tel qu’il l'avait été dès la première expérience. Après dix secondes d'attente, il sépara de nouveau le disque des plateaux, enleva le condensateur, et eut ainsi celte fois 12° de déviation à l'électromètre. Ceci fait, il

déchargea de nouveau le condensateur seul, laissant intacts et chargés des quantités acquises le plateau inférieur ou collecteur et le disque manganésé. Il établit ensuite un troisième contact, un quatrième, un dixième, etc., et voici les résultats auxquels il parvint.

NOMERE DES CHARGES DEVIATIONS FORCES de l'électromètres proportionnelles.

Après 1 charge. 6°,5 6,5 à 12° 15,4 ; 16° 28,5 # 19°,5 41 ÿ 22°,5 83,75 9 28° 66,6 7 27° 79 8 280,2 87,4 9 290,2 94,6 10 30° re 2 30°,7 106,6 ie 31°,3 111,67 13 31°,6 114,34

En mettant le côté négatif du couple sur le collecteur au lieu du côté positif, Peltier obtint le même résultat. Seulementles chiffres furent (toujours un peu plus forts, ce qui

TENSION STATIQUE DES PILES, 95 tient à la différence de capacité électrique du cuivre; le cuivre recevant plus volontiers l'électricité négative que l'électricité positive, ainsi que l’a démontré Peltier.

Cette expérience est remarquable; elle montre qu’en neutralisant une des deux électricités que produit un couple, l’insuflisante réaction de celle qui reste permet une nouvelle émission des deux électricités. Si alors on neutralise encore l’électricité de même nom, on aura encore une nouvelle émission, et ainsi de suite. Il est digne de remarque, en outre, que onze émissions semblables ont suffi pour produire le même effet que quatre couples. En effet, la première charge ayant donné 6,5, quatre couples eussent donné 6,5 multiplié par 16, carré de 4, c’est-àdire 104 ; or Peltier a eu 106,6.

Lorsqu'une pile a un de ses pôles en communication avec le sol, l’autre pôle présente une tension statique en général assez puissante. Si, au lieu d’avoir un de ses pôles en communication avec le sol, cette même pile est isolée, latension statique est incomparablement moindre. Les physiciens avaient cru d’abord qu’elle devait être simplement moitié; ils supposaient, en effet, que le couple du milieu devait présenter zéro de tension, et qu'il n’y avait d’actif, par conséquent, pour donner de la tension statique à un pôle que les couples situés entre le couple du milieu et ce pôle. Les faits ne justifient pas cette manière de voir, car quand une pile est très-bien faite, qu’elle fonctionne d’une manière parfaitement régulière, et que ses pôles sont isolés tous deux, elle ne donne qu’une tension statique de beaucoup inférieure à celle qu’elle devrait donner d’après la supposition indiquée plus haut. Toutefois cette quantité , quelque faible qu’elle soit; suit dans sa marche progressive

la loi découverte par Peltier ; elle est proportionnelle au carré du nombre des couples. Voici maintenant la manière dont Peltier explique ces faits en s'appuyant sur les expériences que nous ayons rapportées.

THÉORIE DE PELTIER POUR EXPLIQUER L'ACCROISSEMENT RAPIDE DE LA TENSION STATIQUE DES PILES.

Supposons un couple en action et isolé, supposons de plus le circuit interrompu; le pôle positif du couple se chargera d'électricité positive, et le pôle négatif d’électricité négative. Les quantités d'électricité ainsi accumulées à chaque pôle ne tarderont pas par leur attraction mutuelle et par leur expansion naturelle, à surmonter la résistance que le couple peut présenter à la rétrogradation des deux électricités polaires ; en conséquence le couple continuera à produire de l’électricité, mais cette électricité se recombinera autour des particules altérées et ne viendra pas se joindre à celle qui est déjà sur les pôles.

Supposons maintenant que l’on fasse communiquer un instant un de ces pôles, le pôle positif par exemple, avec le sol; l'électricité positive s’écoulera aussitôt dans le réservoir commun ; l'électricité négative ne pourra plus à elle seule faire équilibre à la force d’expansion de l’électricité que le couple continue toujours à produire ; en conséquence une nouvelle émission d'électricité aura lieu, l'électricité négative ira augmenter la charge du pôle négatif et l'électricité positive se répandra sur le pôle positif, puis la tension cessera de s’accroître quand elle sera arrivée de nouveau à faire équilibre à la force d'expansion de l'électricité que Le couple continue de produire. Sup-

TENSION STATIQUE DES PILES, cr posons de nouveau qu'on remette le pôle positif un instant en communication avec le sol, l'électricité positive s’écoulera. Siles deux électricités étaient en présence chacune à leur pôle, l'attraction qu’elles exercent l’une sur l’autre jointe à leur force d’expansion ne tarderait pas à vaincre la résistance du couple et à surmonter la force d’expansion de l'électricité nouvelle que le couple va toujours produisant; mais au lieu des deux électricitésiln’y ena plus qu’une, la négative. Celle-ci, dès lors, est insuffisante pour produire cet effet. Une nouvelle dose d'électricité se répandra donc sur les pôles et ainsi de suite, jusqu’à ce qu’enfin

l'électricité négative suffise à elle seule, par sa puissante tension, pour faire équilibre à la force d'expansion de

l'électricité que le couple produit sans cesse, et pour vaincre la résistance du couple. Dans ce cas alors l’électricité négative produite ne peut plus venir se répandre sur le pôle, car la résistance du couple est devenue insuffisante et le pôle n’est plus assez isolé pour coercer une nouvelle quantité d’électricité. Si, au lieu de mettre le pôle positif en communication avec la terre, on le met en communication avec le pôle négatif d’un second couple, les phénomènes seront du même genre, seulement ils seront moins intenses. En effet, dans ce dernier cas le pôle positif ne sera jamais aussi complétement débarrassé de l'influence ‘de l'électricité positive qu’il possédait que quand elle s’écoulait librement dans le sol. Arrivée au pôle positif du second couple, il est évident que cette électricité exerce encore une action à distance que ne peut pas exercer l'électricité qui s’est répandue dans le réservoir commun. Telle est la manière dont Peltier explique ces phénomènes ; le peu que nous en avons dit doit suffire

pour faire comprendre qu’une pile isolée ne doit pas donner une tension statique moitié de la tension statique donnée par une pile en tout semblable, mais communiquant avec le sol. Dans le cas des piles isolées, l'électricité polaire, en effet, réagit à distance, et fait équilibre à une partie plus ou moins grande de la force d’émission du couple; dans les piles non isolées, au contraire, rien de semblable n’a plus lieu.

EXPÉRIENCES DE PELTIER POUR MESURER LA RÉSISTANCE DES COUPLES À LA RÉTROGRADATION DE L'ÉLECTRICITÉ.

Restait à mesurer la résistance des couples à la rétrogradation de l'électricité.

Ici Peltier ne pouvait prétendre arriver à une loi générale, Cette résistance en effet varie évidemment à l'infini suivant l'espèce de pile, suivant qu’on a affaire à une pile thermo-électrique, hydro-électrique, à une pile sèche, etc. Elle varie, en outre, dans le même genre de piles suivant les substances employées, la quantité d’acide, suivant l’état hygrométrique de l'air, etc. Il ne pouvait donc examiner que des cas particuliers, c’est ce qu’il a fait.

Dans les piles thermosélectriques la résistance des couples est à peu près complétement nulle, aussi n’a-t-on jamais de tension statique aux pôles de ces piles. Quand on en a, elle provient d'une action chimique de l’air humide sur les éléments des couples thermoïques, et non de la différence de température des soudures.

Pour parvenir à connaître la résistance des couples, il fallait connaître la force condensante des plateaux qu'il avait employés.

Ces plateaux avaient onze centimètres de diamètre; ils

TENSION STATIQUE DES PILES. 99 présentaient chacun un crochet en platine vissé dans leur épaisseur, par conséquent horizontal et situé latéralement. Ces plateaux étaient soigneusement enduits de vernis partout, sauf les crochets bien entendu.

Peltier prit un couple manganésé de pile sèche de 45 millimètres de diamètre et le fit communiquer par un de ses pôles au collecteur et par l’autre au condensateur. Chaque plateau sechargea de tout ce qu’il pouvait prendre, jusqu'à cequela portion d'électricité non dissimulée par l'influence de l’autre plateau fût suflisante pour faire équilibre avecla force séparatrice du couple. En séparant les deux plateaux ils donnèrent chacun un degré de déviation à l’électromètre. Ceci fait, Peltier chercha alors combien il lui faudrait de couples manganésés de pile sèche pour produire la même déviation, mais sans l’intermédiaire des plateaux. Il lui fallut 55 couples pour obtenir directement et sans plateaux un degré de déviation. Or la tension statique des piles augmente comme le carré du nombre des couples ; donc la puissance des plateaux était comme le carré de 55 ou 3025; donc enfin, le couple seul et sans plateau ne devait présenter à ses pôles qu’une tension égale à la 3025° partie d’un degré, égale par conséquent à 0°,00033. Il résulte de là que le couple manganésé de pile sèche employé par Peltier dans cette expérience, ayarit ses pôles isolés, n’avait de tension réelle ce jour-là qu’un peu plus de la crc partie de ce qu’il lui aurait fallu pour faire devier d’un degré l'aiguille del’électromètre; par conséquent la résistance de ce couple, ce jour-là, était à très-peu de chose près équivalente à ce même chiffre. Je répète à dessein ce jour-là, parce que l’état hygrométrique de l’air influe sur le résul: tat que donnent les piles sèches.