SUR LA GRADUATION DES ÉLECTROMÈTRES

: Peltier n’a dit nulle part la manière dont il s’y prenait pour graduer ses électromètres. Nous croyons done devoir entrer dans quelques détails à ce sujet.

Le procédé que l'on peut suivre varie suivant les circonstances ; on peut avoir en effet à sa disposition l’électromètre de Peltier et sa balance de torsion ; on peut n’avoir que son électromètre, mais cet électromètre peut être armé des différentes pièces qui permettent de le transformer en balance de torsion; on peut enfin n'avoir que l'électromètre pur et simple. Le procédé est différent dans ces trois Cas. : |

Supposons d’abord qu'on ait à la fois un électromètre et une balance de torsion de Peltier. On commencera par disposer convenablement les appareils; à cet effet on placera les instruments de manière à ce que leurs aiguilles pointent au zéro; pour cela, il faudra placer le zéro de l’électromètre dans le plan du méridien magnétique, l'aiguille

du micromètre de la balance de torsion devra également être à zéro, c'est-à-dire indiquer que la torsion du fil est nulle. Ceci fait, on mettra en communication les deux boutons des instruments, puis on les chargera d'électricité ; les aiguilles des deux instruments divergeront d’une quantité égale ou du moins peu différente. On commence toute l'opération par une charge électrique suffisante pour maintenir l’aiguille de l’électromètre à 90 degrès. Dans ce cas, l'aiguille de la balance de torsion sera, je suppose, à 91 degrés. On tourne alors le micromètre de ce dernier instrument, de manière à ramener son aiguille de 91 degrés à 5 degrés. On note combien il a fallu tourner le micromètre pour obtenir ce résultat. Supposons qu’on l'ait tourné de 450 degrés; la torsion du fil sera 450, plus 5ou 455; car, en définitive, l'aiguille n’a pas été ramenée toutà-fait à zéro, mais seulement à 5°. Il faut donc tout naturellement rajouter ces 5 degrés aux 450 degrés donnés par le micromètre. On écrit sur un tableau 455 en face de 90. Dans ce cas, 90 degrés de déviation angulaire correspondent donc à 455 de degrès de forces proportionnelles.

Supposons maintenant que l’on retire un peu d’électricité avec un plan d’épreuve, et que l'aiguille de l’électromètre tombe à 85 degrés ; pour conserver la déviation de 5 degrès à la balance de torsion, on sera obligé de détourner le micromètre en sens inverse de 35 degrés, je suppose. On aura donc 455 moins 35, ou 420, et on écrira ce dernier chiffre en face de 85. Dans ce cas, 85 degrés de déviation angulaire correspondront donc à 420 de forces.

Après avoir retiré de nouveau un peu d'électricité, l’aiguille se trouvera êlre ramenée à 80 degrés, mais pour conserver l'aiguille de la balance à d degrés, il aura fallu

je suppose, détordre le fil de 30 degrés; donc pour 80 degrés de déviation angulaire, nous aurons 420 moius 30 ou 390 de forces. J’écrirai de nouveau 390 en face de 80. On continue ainsi de 5 degrés en 5 degrés, puis on interpole les degrès intermédiaires. Ce procédé est simple, facile et de plus d’une grande exactitude.

Lorsqu'on n’a pas de balance de torsion indépendante, mais qu’on a un électromètre qui peut se transformer en balance de torsion, on commence par opérer cette transformation. Pour transformer l’électromèêtre en balance de torsion, on retire d’abord la petite aiguille aimantée de l'index, ou mieux on substitue à l'index ordinaire de l’électromètre un index sans aiguille aimantée. Dans ce cas, il n’y à aucune complication de force. L’index n'ayant plus d’aiguille aimantée comme force directrice, n’est plus ramené que par la résistance de la torsion du fil ; or l'on sait par les travaux de Coulomb que la résistance des fils est comme l'angle de leur torsion. I! n’en est pas ainsi quand on veut former une table de rapports pour l’irdex armé. de son aiguille directrice;il y a alors, en effet, deux forces qui ramènent ce dernier, savoir la puissance directrice de l'aiguille aimantée et la torsion du fil. Avant de commencer la suite d'opérations qui doit servir à former la table des rapports, il y a donc dans ce cas particulier un travail préliminaire à faire: c’est de rechercher la force avec laquelle la petite aiguille aimantée de l'index tend toujours à rapprocher cet index du zéro.

Si l’on avait retiré l’aiguille aimantée quiramène l'index électrique dans le plan du méridien magnétique, cet index libre alors de toute résistance suivrait exactement l'index du micromètre el se placerait constamment au

même degré que lui; mais au contraire, l'index électrique est armé de son aiguille aimantée; celle-ci tendra donc toujours à le rapprocher du méridien magnétique, c’està-dire à le rapprocher du zéro; conséquemment l'index électrique ne suivra pas exactement l'index du micromètre, il sera toujours un peu plus rapproché du zéro. La différence entre le nombre de degrés indiqués par l’index du micromètre et le nombre de degrés indiqués par l’index électrique donnera justement la valeur de la résistance apportée par le maguétisme de la petite aiguille aimantée. On fait une table de ces différences et l’on connaît ainsi l’action particulière de l'aiguille aimantée estimée en degrés de torsion du fil. Voici TOR valeurs qui serviront d'exemple.

Degrés du micromètre, Degrés de l'index éleetrique - Diliérence, 1: | 1 0,0 2e 2° 0,0 9° 29,98 0,02 D° 4°,95 0,05 100 98 0,2 30° 289,7 1,3 39° 33°, 1,5 45° 43°,1 1,9 90° 86°,5 3,9

Cette lable, une fois faite, on commence la série d’opérations nécessaires pour faire la table de rapports. On donne à l'instrument une charge d'électricité ; l’index électrique s’écarte aussitôt; supposons cette déviation angulaire de 30 degrés. À 50 degrés la répulsion électrique fait donc

équilibre aux deux forces de la tension du fil et de la direction magnétique de l’aiguille aimantée. On détourne alors l’index du micromètre et on l’amène à 30 degrés. La torsion du fil se trouve annihilée, et l’index électrique, conséquemment, s’écarte un peu plus; il pointe alors, je suppose, à 34 degrés. On détourne encore l'aiguille du micromètre et on l’amène à 34 degrés. Délivré de la faible {torsion qui agissait encore sur lui pour le ramener vers le zéro; l'index s’écarte encore un peu et pointe à 34°, 5; on le suit avec l'aiguille du micromètre jusqu’à ce qu’enfin l'index de l'instrument et l'aiguille du micromètre pointent exactement au même degré; alors on est sûr qu’il n’y a pas de torsion du tout dans le fil et que les deux seules forces en présence sont d’une part la répulsion électrique, de l’autre la force directrice de la petite aiguille aimantée. Supposons que cela ait lieu quand les deux aiguilles pointent à 35 degrés.

Ceci fait, on tourne le micromètre pour ramener l'index électrique à 5 degrés. Je suppose que pour obtenir ce résultat il ait fallu que l'aiguille du micromètre dépassât le zéro de 50 degrés. On a maintenant tous les éléments nécessaires pour déterminer la force proportionnelle à la déviation angulaire de 35 degrés. Gette force se composera des 35 degrés dont l’index du micromètre élait dévié du même côté que l'index électrique au commencement de l'expérience, etdes 50 degrés dont ce même index du micromètre était dévié à la fin de l’autre côté du zéro, ce qui fait en tout 85 degrés. On y ajoutera, de plus, le chiffre du tableau précédent indiquant la puissance directrice de l'aiguille aimantée ; ce chiffre ici est1, >etonaura ainsi 86, 5

pour expression définitive de la force proportionnelle à une déviation angulaire de 35 degrés.

On répète ensuite cet ensemble d'opérations de 5 degrés en b degrés, et on interpole les degrés intermédiaires. Ce procédé, comme on voit, est un peu plus compliqué que le précédent ; de plus, il ne nous paraît pas aussi exact, En effet, il donne la table desrapports pour lélectromètre transformé en balance de torsion, mais non en réalité pour l’électromètre à pivot lui-même. On ne peut se servir de cette table pour l’électromètre à pivot qu’en admettant que Ja résistance produite par le frottement du pivot sur sa chape est précisément égale à la résistance de la torsion du fil; ce qui évidemment ne peut pas être. Ilest probable que cette difficulté n’aura pas échappé à Peltier, mais nous ignorons le procédé qu’il employait pour la résoudre, En voici un qu’à la rigueur on pourrait employer.

Après avoir constaté que 35 degrés de déviation angulaire dans l’électromètre transformé en balance de torsion, correspondent à 86, 5 de forces, on pourrait faire tourner le treuil de l’instrument, descendre ainsi l'index électrique de manière à faire porter le pivot sur le plan concave qui le supporte, et retransformer de:la sorte la balance de torsion en électromètre à pivot. Le fil n’étant plus tendu, l’index électrique s’écarterait aussitôt de nouveau et irait pointer à 34°, 5, je suppose; 34°, 5 de l’électromètre à pivot répondraient donc à 350 de l’électromètre transformé en balance de torsion ; conséquemment, une déviation angulaire de 340 5 de l’électromètre à pivot répondrait bien réellement cette fois à une force proportionnelle de 86, 5.

Nous arrivons au troisième cas, au cas le plus défavorable, à celui d’un observateur qui n'aurait à sa disposition

que l’électromètre de Peltier, sans avoir les moyens de transformer cet électromètre en balance de torsion. Dans ce cas, voici le procédé que l’on peut suivre.

On prend une pile sèche de 1000 à 1200 couples, je suppose, et préparée depuis quelque temps, depuis cinq à six mois. On met un des pôles de cette pile, le pôle positif par exemple, en communication avec le sol, le pôle négatif devant servir de source constante d'électricité. On s’assure préalablement du temps qui est nécessaire pour que le pôle négatif, après avoir été déchargé une première fois, reproduise exactement la même tension statique. Avec un plan d’épreuve, on touche alors le pôle négatif de la pile; on y prend une charge d'électricité qu’on porte sur l’électromèêtre, l’aiguille indicatrice s’écarte aussitôt, et on lit la déviation angulaire qu’elle indique; on laisse passer ensuite le temps nécessaire pour que la pile se recharge de la mème tensivn. Avec le plan d’épreuve, on vient prendre une nouvelle charge d'électricité au pôle négatif de la pile, et on la porte à l’électromètre. La nouvelle charge est évidemment égale à la première. Si donc , la première fois, l'aiguille s’est écartée de 5 degrés et la seconde de 495 seulement, c’est que les 4°5 oblenus la seconde fois équivalent aux 5 obtenus la première; conséquemment, à 9°, on inscrit, comme force proportionnelle, 10° degrés, et ainsi de suite.

Dans les deux premiers procédés que nous avons indiqués, il ne faut jamais ramener le plan mobile plus près de la boule fixe que 5 degrés, En voici la raison : tous les corps ont une atmosphère propre qui s'étend à une distance plus ou moins grande. Lorsque la charge électrique est faible, cette atmosphère est peu étendue ; lorsque cette

charge est puissante, celte atmosphère s'étend beaucoup plus au loin. Les corps métalliques, même à l'état neutre, ont toujours une certaine tension statique, très-minime, il est vrai, mais très réelle, provenant de l’action chimique que l’air exerce sur eux. C’est ce que les expériences de Peltier sur la capacité électrique des métaux et celles de MM. De la Rive et Edmond Becquerel ont suffisamment démontré. Les corps métalliques ont donc toujours une atmosphère plus ou moins étendue qui les environne ; or, quand des corps étrangers viennent à pénétrer dans cette atmosphère, les phénomènes se compliquent immédiatement. C'est ce que prouvent les faits suivants.

Supposons une balance de torsion de la plus grande sensibilité, c’est-à-dire une balance de torsion dont laiguille soit très légère et suspendue par un fil très fin et peu résistant. Avec une balance de torsion pareille, il sera impossible de faire tenir le plan mobile très près de la boule fixe ; 1l se précipitera toujours sur elle, et y restera collé. Si on veut l’en détacher, il faudra tordre le fil de suspension de plusieurs degrés, puis une fois qu’il aura été détaché, il s’'écartera de suite d’une quantité angulaire, égale à celle de la torsion du fil. Il y avait donc là une espèce de force occulte qui retenait rapprochés la boule fixe et le plan mobile.

Si l’on charge fortement l'appareil, si on le charge de manière à ce que l'aiguille s’écarte de 85 à 90 degrés, et si ensuite en tournant le micromètre de 2 ou 3 circonférences, s’il Le faut, on force cette aiguille à revenir, jusqu’à 3 ou 4 degrés seulement de la boule fixe, on voit les phénomènes de répulsion se changer brusquement en attraction et l’aiguille se précipiter sur la boule,

Dans le premier cas, la tension statique était excessivement faible, puisque les corps étaient ce qu’on appelle à l’état neutre. L’atmosphère de ces corps était très restreinte, elle s'étendait à environ un demi-degré. Dans le second cas au contraire, la tension statique était plus puissante, l'atmosphère plus étendue, elle s’étendait jusqu'à 3 ou 4 degrés. Dans le premier cas, conséquemment on ne pouvait maintenir le plan mobile d’une manière permanente à moins d’un degré de la boule fixe, dans le second à moins de 3 ou 4 degrés; c’est pour cela qu’il faut toujours avoir soin de ne jamais ramener le plan mobile à moins de 5 degrés de la boule fixe. Dans le troisième procédé que nous avons indiqué on admet implicitement que les cinq premiers degrés sont proportionnels aux forces. Cela est vrai, si l'on suppose que l'aiguille a déjà commencé son mouvement de déviation angulaire; cela n’est pas exact, si on suppose au contraire laiguille immobile, et à plus forte raison si on suppose le plan qui la termine en contact avec la boule fixe. Il y a toujours, en effet, une certaine quantité d'électricité latente, d’électricité qui n’agit pas sur l'aiguille, parce qu'elle est dispersée sur l’étendue des différentes surfaces qui ne sont pas tournées de son côté : plus un électromètre a de surfaces inutiles, plus ce défaut est marqué.

Pour prouver l’existence de cette partie latente qu’ab- sorbe l'instrument, Peltier fit l’expérience suivante avec son électromètre. Il prit une pile sèche de 1500 couples, faite depuis 5 ans; un pôle fut mis en communication avec le sol, l’autre resta isolé, puis il laissa la pile ainsi pendant 12 heures. Il prit alors un très petit plan d’épreuve qu’il mit en contact avec le pôle de la pile sèche

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chargé d'électricité, il lui prit une petite quantité d’électricité qu’il porta sur le bouton de l’électromètre, puisil en porta une seconde quantité, une troisième, etc., et voici les résullats qu’il obtint :

Nombre des charges. Déviations.

Cette expérience est évidemment très concluante ; en effet une fois détachée, l'aiguille marche de 3 degrés à chaque charge. A la troisième on a obtenu ün degré; done ce premier degré équivaut en réalité à neuf, si on le compare aux degré suivants.

Quand on fait la table des forces proportionnelles par le troisième procédé, il faut avoir soin de tenir compte de cette électricité latente, par ce que sans cela l'indication des forces proportionnelles serait d’autant plus fautive que l’on se sert des premiersnombres pour unités initiales. Il est bon de remarquer toutefois qu’on amoiïindrit singulièrement ce défaut en augmentant la mobilité de l’aiguille indicatrice et en diminuant autant que possible la quantité des surfaces inutiles,

NOTES. 319 Note 2, page 80.

Il yaentre la quantité et l'intensité d’un courant une différence fondamentale; la quantité est une modification réelle du courant, l'intensité au contraire est simplement une modification de l’électromoteur. Un courant plus nombreux est celui qui présente, toutes choses égales d’ailleurs, plus d'électricité dans l’unité de temps; un courant plus intense est celui dans lequel les électricités polaires ont plus de tendance à se combiner en avant à cause de la difficulté qu’elles éprouveraient à se combiner en arrière par suite des nombreuses alternatives, et par conséquent des nombreux obstacles que les couples intermédiaires leur présenteraient dans celte direction. Je le répète, la quantité est un changement dans le courant mâme, et l'intensité au contraire un simple changement dans la disposition de la pile; on conçoit d’après cela pourquoi c’est Loujours par sa quantité qu’un courant agit.

Note 3, page 89..