CHAPITRE XVII

De tous les appareils aptes à produire de l'électricité le plus précieux , el par sa puissance et par la continuité de son action, est sans contredit celui dont Volta a enrichi la science, et auquel, par reconnaissance pour son inventeur, les physiciens ont donné le nom de pilevoltaïque.

Nous décrirons d'abord l'instrument tel qu'il fut construit dans le principe par le célèbre professeur de Pavie,

puis nous passerons en revue les principales formes qu'on lui a données plus tard pour augmenter ou varier ses effets, et enfin nous rapporterons ces effets eux-mêmes et les principales applications pratiques de la pile.

Pile à colonne de Volta (fig. 163). — Si l'on pose l'un sur l'autre un disque de zinc et un disque de cuivre se touchant par des surfaces bien propres et bien décapées, de telle sorte qu'aucune substance étrangère ne s'interpose entre les deux métaux pour empêcher leur ^ contact, on a ce que l'on appelle un couple de Volta.

* Pour construire la pile on superpose ces couples disposés invariablement dans le même ordre, en les séparant par des rondelles de Fi s- 163 - drap humectées d'eau aci-

dulée par l'acide sulfurique. Si Ton a mis le premier zinc en dessous, les diverses parties hétérogènes se suc-

Go A

céderont dans Tordre suivant, de bas en haut : zinc, cuivre, drap; zinc, cuivre, drap, et ainsi de suite. On fait alors reposer la pile sur une rondelle de drap posée elle-même sur une lame de cuivre. Si Ton a mis le cuivre en dessous , les éléments seront successivement : cuivre, zinc, drap; cuivre, zinc, drap, etc., et sur le dernier zinc on mettra une rondelle de drap et un cuivre.

Pour monter la pile plus rapidement, et pour rendre en même temps plus intime le contact des deux métaux d'un même couple, on les soude ensemble. On n'a plus alors qu'à superposer les couples, placés tous de la même manière, le zinc en dessus, le cuivre en dessous, par exemple, en les séparant par des rondelles de drap.

Ainsi construite la pile se charge d'elle-même. Si, au moyen d'un arc métallique excitateur, on met les divers points de la colonne en communication avec un électroscope très-sensible, on reconnaît : 1° que la tension électrique est nulle dans le couple qui forme le milieu de la pile; 2° que l'une des moitiés de la pile, celle qui se termine par un zinc sondé, suivi d'un drap et d'un cuivre, est entièrement chargée d'électricité positive dont la tension va en croissant depùis le milieu de la pile jusqu'à l'extrémité ; 3° que l'autre moitié, celle qui se termine par un cuivre soudé, est entièrement chargée d'électricité négative dont la tension va aussi en croissant depuis le milieu de la pile jusqu'à l'extrémité.

Le zinc soudé, qui termine la première moitié de la pile etqui offre le maximum de tension positive, transmet par conductibilité l'électricité positive à la rondelle de drap et au cuivre non soudé qu'on a ajoutés à la suite. Cette extrémité de la pile est appelée pâlepositif.

Le cuivre soudé qui termine la seconde moitié et qui offre le maximum de tension négative s'appelle le pôle négatif.

Dans ces conditions, la pile est à l'état de tension ; ses électricités sont à l'état d'équilibre.

Si l'on touche avec l'une des mains le pôle positif, et avec l'autre main le pôle négatif, on éprouve une petite

PILES VOLTAlQUES. 289

commotion analogue à celle que produit une bouteille de Leyde faiblement chargée. Une fois le contact établi, ce effet ne se reproduit plus; il est remplacé par une sensation de chaleur, et une espèce de fourmillement dans les doigts ; puis, si Ton rompt le contact, la commotion se fait de nouveau sentir. En recommençant autant de fois que l'on voudra, les mêmes phénomènes se reproduisent. Ainsi la pile se recharge continuellement d'elle-même, bien différente en cela de la bouteille de Leyde qui, une fois déchargée, a besoin d'être remise en contact avec la machine électrique pour pouvoir reproduire les mêmes effets.

Volta attribuait le développement de l'électricité au simple contact des métaux hétérogènes, le zinc prenant l'électricité positive , le cuivre l'électricité négative. Il est démontré maintenant que le contact est pour peu de chose dans la production des électricités, et que c'est à l'action chimique des acides sur les métaux qu'il faut l'attribuer; car on n'a point observé encore de cas de production prétendue d'électricité par contact où il n'y eût une action chimique capable d'expliquer cette production. L'expérience a montré que lorsqu'un acide agit sur un métal, l'acide prend l'électricité positive, et le métal l'électricité négative. L'acide sulfurique étendu d'eau agit sur le zinc à la température ordinaire, et non sur le cuivre. Le zinc doit donc prendre l'électricité négative, et l'acide l'électricité positive. Quoique les deux explications attribuent au zinc des électrisations différentes, le résultat définitif n'en est pas moins le même. En effet, si nous considérons les électricités comme se développant à la

surface de contact AB (fig. 164), le cuivre c t prendra l'électricité négative , et l'électricité positive développée sur le zinc z if se répandra par conductibilité au dernier zinc Fig. ici. soudé Zt en franchissant a, d, et

c,. Si, au contraire, nous admettons que c'est l'action chimique qui s'exerce à la surface CD qui produit l'électricité, le zinc prenant l'électricité négative, la transmettra

par conductibilité à c x ; l'acide prenant l'électricité positive la transmettra de même par c 8 , au zinc z t . Nous aurons donc toujours au cuivre terminal soudé d l'électricité négative, au zinc terminal z i9 l'électricité positive.

Lorsqu'on met les deux pôles en communication , soit par les mains, soit par un conducteur métallique, les phénomènes de tension disparaissent. Cependant la pile ne cesse pas de produire de l'électricité, la cause productrice existant toujours, que ce soit le contact ou l'action chimique. Nous savons d'ailleurs, que dès l'instant où cette communication est rompue, la tension reparaît. Nous verrons, en outre, que les conducteurs interpolaires deviennent le siège de phénomènes calorifiques, lumineux, chimiques, etc., que l'on ne peut attribuer qu'à l'action de l'électricité. Que deviennent alors ces électricités? A cefr égard, nous ne pouvons faire que des hypothèses. Il est probable que les fluides de noms contraires accumulés aux deux pôles se portent à la rencontre l'un de l'autre sur le conducteur et se recombinent sur toute l'étendue du fil, et qu'en même temps les surfaces productrices d'électricité reproduisent incessamment les fluides qui se portent vers les pôles et s'écoulent par le conducteur. Gela revient à admettre l'existence d'une double circulation continue : courant de fluide positif allant, dans le fil interpolaire du pôle positif au pôle négatif, et dans la pile, au contraire du pôle négatif au pôle positif; courant de fluide négatif allant, dans le fil interpolaire du pôle négatif au pôle positif, et dans la pile du pôle positif au pôle négatif.

Comme ces deux fluides sontdoués de propriétés antagonistes, s'ils circulaient de la même manière dans le fil, ils détruiraient mutuellement leurs effets; mais comme ils circulent en sens inverse, alorsjeurs effets se trouvent être les mêmes. Aussi ne considère-t-on jamais que le courant positif, et l'on appelle proprement courant de la pile la route fictive suivie par le fluide positif, du pôle positif au pôle négatif dans le conducteur inlerpolaire, du pôle négatif au pôle positif de la pile.

La pile de Volta avait de graves inconvénients; elle est assez longue à monter. En outre, ses effets décroissent rapidement d'intensité. En voici la cause principale : la pression des disques superposés exprime des rondelles la liqueur acide et la fait suinter le long de la pile. Il en résulte une diminution dans la conductibilité intérieure de la pile et dans l'action chimique, et en outre le liquide qui coule à la surface extérieure de la colonne produit l'effet de conducteurs interpolaires, et tend à décharger la pile en offrant aux fluides une autre route que le fil métallique qui réunit les pôles. Ainsi, quand la pile sera isolée, il y aura diminution de tension aux pôles; et, quand les pôles seront en communication par un fil, diminution dans l'énergie du courant. Aussi en modifiant dans sa forme la pile de Volta, a-t-on cherché, autant que • possible, à faire disparaître cette conductibilité extérieure et à augmenter, au contraire, la conductibilité intérieure en même temps que l'étendue des surfaces sur lesquelles s'opère l'action chimique.

pile à tasses. — Une disposition très-simple, et facile à reproduire sans grands frais, est celle de la pile en couronne ou pile à lasses.

On prend des lames de zinc et de cuivre que l'on soude deux à deux, en les disposant en forme de V, Tune des branches du V étant formée par la lame de zinc, l'autre par la lame de cuivre. On dispose ensuite en cercle des tasses à demi pleines d'eau acidulée, en nombre égal aux couples métalliques, de telle sorte que la première tasse reçoive le zinc du premier couple, la seconde tasse le cuivre du premier couple et le zinc du second, la troisième tasse le cuivre du second couple et le zinc du troisième, et ainsi de suite; la dernière tasse recevant le cuivre de t' avant-dernier couple et le zinc du dernier. Si l'on faisait maintenant plonger le cuivre de ce dernier couple dans la première tasse, le circuit se trouverait formé par la pile elle-même; mais on ajoute ordinairement une tasse en plus, dans laquelle on fait plonger ce dernier cuivre. Cette tasse formera le pôle négatif de la

pile tandis que la première forme le pôle positif. Pour établir la communication entre les pôles par les mains, on n'aura qu'à plonger les doigts de Tune des mains dans la première tasse, et les doigts de l'autre main dans la tasse supplémentaire. Pour établir la communication par un fil métallique, il faudra plonger dans ces mêmes tasses les extrémités de ce fil.

Pile à anges (fig. 165). — On emploie assez fréquemment la pile à auges. Elle est formée d'une caisse rectangulaire en bois, mastiquée à l'intérieur, et partagée en cases par des cloisons verticales et parallèles, composées chacune de deux métaux, zinc et cuivre, accolés toujours

Fig. 165.

dans le même ordre, de telle sorte que la paroi droite de l'une des cases soit formée par un zinc par exemple, et la paroi gauche par un cuivre. Il suffit de verser de l'eau acidulée dans l'auge, de manière à remplir tous les compartiments, sans cependant que le liquide déborde par-dessus les cloisons.

C'est, comme on le voit, la pile de Volta couchée horizontalement. La case extrême qui a pour paroi métallique le dernier zinc représente le pôle positif; l'autre case extrême est le pôle négatif. Cette pile est d'un usage commode par la rapidité avec laquelle elle se met en activité; mais elle a, comme la pile à colonne, cet inconvénient, que le contact du zinc avec l'acide sulfurique ne

se fait que sur une des faces du métal, inconvénient que n'offre pas la pile à tasses.

Pile de Woliaston (fig. 166). — Wollaston a alors apporté à cette dernière la modification suivante : il a plié chacune des lames de cuivre de manière à lui faire envelopper le zinc de l'élément suivant sans le toucher, puis il a fixé ses couples par leur partie supérieure à une traverse en bois soutenue par deux supports verticaux, entre lesquelles elle peut monter ou descendre; de telle sorte que lorsque Ton veut suspendre pour un moment l'action de la pile, et préserver, pendant cette interruption, les métaux de l'action corrosive des acides, on n'a

Fig. 166.

qu'à relever la traverse et sortir ainsi les couples de leurs bocaux.

Nous avons a une des extrémités de la pile un ruban de cuivre soudé à un zinc, c'est lk le pôle négatif. Nous le marquons sur la figure par le signe — . A l'autre extrémité, nous avons une lame de cuivre qui enveloppe le zinc du dernier couple sans le toucher, et qui prend au liquide acide son électricité; c'est là le pôle positif, marqué du signe-)-.

Les bocaux sont remplis avec de l'eau , que l'on rend acide en y ajoutant à peu près un dixième de son poids d'acide sulfurique, et un vingtième d'acide nitrique.

Il existe encore d'autres dispositions, telles que là pile

en hélice y la pile de Munch, celle de Faraday, etc. Nous renvoyons pour leur description aux traités plus complets de M. Pouilletou de M. Becquerel.

Pile à deux liquides. — Toutes les piles voltaïques que nous venons de passer en revue ont ce caractère commun que les deux métaux qui composent les couples sont en contact avec le même liquide acide. Elles peuvent présenter une grande énergie d'action, mais cette énergie n'est pas durable. Ce décroissement d'intensité est du à diverses causes, telles que l'affaiblissement progressif des liqueurs acides, la formation de substances salines résultant de l'action des acides sur les métaux, et le dépôt de ces substances sur les plaques ; ces dépôts, comme on l'a constaté , font naître dans le circuit fermé de la pile des courants de sens contraire au courant principal et qui affaiblissent son intensité. On n'a obtenu des effets constants, au moins pendant un temps un peu long, qu'en mettant l'un des métaux en contact avec un certain liquide, l'autre métal avec un liquide différent en choisissant ces liquides de telle sorte qu'ils puissent dissoudre les dépôts ou les empêcher de se former. Il serait superflu d'entrer dans aucun développement théorique sur le mode d'action de ces piles à deux liquides, d'autant mieux que pour un bon nombre il règne encore une assez ,

grande obscurité sur la cause productrice de l'électricité. Nous nous contenterons de décrire celles qui sont le plus souvent employées en France, la piledeDaniell et celle de Bwnsen.

L'élément de Daniell (fig. 167) se compose d'un cylindre de cuivre creux et lesté de sable à sa partie inférieure. Il est surmonté d'une partie évasée, formant une espèce d'entonnoir. Sur le rebord en saillie Kig. 167. es t fixée une membrane ou un sac en toile à voile à tissu serré qui enveloppe complètement le cylindre. De petits trous sont percés sur

le bord de l'entonnoir et communiquent avec l'espace qui sépare la paroi de cuivre du sac. On verse dans l'entonnoir une dissolution saturée de sulfate de cuivre (vitriol bleu ou couperose bleue du commerce), qui descend alors dans le sac en débordant dans l'entonnoir, et Ton ajoute par dessus quelques cristaux de sulfate pour maintenir constamment la liqueur saturée. On plonge ensuite le cylindre dans un bocal contenant de l'eau acidulée par l'acide sulfurique, ou bien encore une dissolution saturée de sel marin. Dans cette liqueur trempe une lame de zinc repliée en cylindre et portant un fil de cuivre n soudé en un point de son bord supérieur; un autre

lïg. 16».

fil de cuivre p est soudé de la même manière à l'entonnoir en cuivre. Ce dernier fil est le pôle positif de l'élément ; l'autre est son pôle négatif Pour grouper ensemble les élément» et en former une pile , on réunit par une pince métallique le fil positif de chaque élément avec le fil négatif de l'élément suivant. Le fil cuivre, soudé au cuivre, et resté libre à l'une des extrémités de la série, est le pôle positif de la pile ; le fil cuivre , soudé au zinc , et resté libre à l'autre extrémité de la série, est le pôle négatif.

Dans l'élémentde Bunsen (fig. 168), le cylindre de cuivre, plongeant dans le sulfate de cuivre, est remplacé par

PILES VOLTÀÏQUES

un bâton de charbon 1 immergé dans de l'acide azotique concentré; et au lieu d'un sac de toile ou d'une membrane pour séparer les deux acides, on emploie un vase en terre poreuse, comme la terre à pipe ou la porcelaine dégourdie et sans couverte vitreuse. Ainsi, les diverses pièces qui composent l'élément se succèdent dans l'ordre suivant, de l'extérieur à l'intérieur : bocal en verre ou en faïence , zinc avec eau acidulée , vase poreux , charbon avec acide azotique. Quelquefois, on met dans le vase poreux le zinc avec l'eau acidulée, et l'on met alors dans le bocal extérieur l'acide azotique avec le charbon, qui a, dans ce cas, la forme d'un tube cylindrique. Un fil de cuivre soudé au zinc forme le fil négatif; un autre fil fixé au charbon forme le fil positif. On groupe les éléments comme pour la pile de Daniell. Le dernier fil fixé au charbon est le pôle positif ; le fil soudé au zinc est le pôle négatif.

Effets de la pile. — Nous diviserons les effets produits par la pile en effets physiologiques , effets physiques et effets chimiques.

1° Effets physiologiques. Nous avons déjà parlé de la commotion que l'on ressent lorsque l'on établit la communication entre les pôles avec les mains. Cette commotion ne se manifeste qu'au moment où a lieu le contact, et au moment où il cesse. Mais pendant la durée du passage continu du courant, elle ne se produit plus. Cette commotion est d'autant plus intense que le nombre des éléments de la pile est plus considérable. Ainsi, une pile à colonne de 150 à 200 couples, qui ne produit que de faibles effets calorifiques ou lumineux, donne des secousses très-marquées dans les articulations des doigts et du poignet; tandis qu'une pile de Wollaston ou de Bunsen de 10 éléments, avec laquelle on peut fondre des fils de platine, ne donne point de commotions sensibles. Ces

1. On trouve dans les cornues qui servent à la préparation du gaz d'éclairage, et qui ont déjà un long usage, un dépôt adhérent d'un charbon excessivement dur, qui a l'aspect métallique : c'est ce charbon qui, taillé à la scie en prismes aUongés, est employé pour les piles de Bunsen.

PILES VOLTÀÏQUES. 297

effets sont surtout très-marqués quand on a les mains humides , et surtout quand elles sont imprégnées d'eau acidulée, 1'épiderme sec étant un assez mauvais conducteur du fluide électrique. Les contractions musculaires ne se produisent. pas seulement sur les parties du corps vivant; elles se manifestent aussi sur le cadavre; pourvu que la mort soit récente. Ainsi, en mettant à découvert un cordon nerveux du bras ou de la jambe, et posant le fil positif à la naissance du nerf; c'est-à-dire au point le plus rapproché delà moelle épinière, on verra qu'au moment où Ton fait toucher parle fil négatif l'extrémité terminale du nerf, le membre éprouve une contraction. En employant une pile énergique , on peut obtenir des mouvements considérables et do'hner au cadavre l'apparence de la vie. En faisant passer le courant dans les nerfs qui se rendent aux muscles de la poitrine, on reprodurt artificiellement les mouvements d'aspiration et d'expiration, et dans nombre de cas , la pile est devenue un auxiliaire puissant pour rétablir la respiration chez des personnes asphyxiées et les rappeler à la vie. Quelquefois aussi, des commotions répétées dans une certaine région du système nerveux, affectée d'atonie ou de paralysie , ont pu y faire renaître la sensibilité et le mouvement, il faut , dans ce cas, placer dans le courant un appareil interrupteur, comme, par exemple, une roue métallique dentée communiquant par son axe avec l'un des fils, et touchant par ses dents à l'extrémité de l'autre fil. On pourra ainsi donner, par la rotation de la roue, un très-grand nombre de commotions dans un petit intervalle de temps, de manière à graduer à volonté l'énergie de l'effet produit.

2° Effets physiques. Si l'on attache aux deux cuivres d'un seul élément de Wollaston, dont le zinc ait environ 2 décimètres carrés de surface, un fil très-fin de platine, ce fil , par le passage du courant, s'échauffe au point de devenir rouge. En prenant , au lieu d'un seul élément , une pile de 10 à 12 éléments, soit de Wollaston, soit de Bunsen, on pourra alors fondre des fils de plus grande dimension en les attachant aux extrémités des conduc-

298 PILES VOLTÀÏQUES.

teurs. Avec une pile de Bunsen de 50 éléments , on fondra des tiges de fer, d'acier, des fils de platine de plusieurs millimètres de diamètre. L'effet calorifique produit sur un fil par un même courant est d'autant plus marqué que le diamètre de ce fil est plus petit, que sa longueur est aussi plus petite, et que la substance qui le compose conduit moins bien le fluide électrique. Aussi doit-on prendre pour rêophores (fils qui apportent les électricités des pôles) des fils de cuivre d'un diamètre d'autant plus fort que la pile est plus puissante, si l'on ne veut pas que ces fils s'échauffent au point de ne pouvoir être tenus dans les mains. Remarquons bien que ces piles de 50 éléments, qui déterminent la fusion du platine , le métal le plus réfractaire à la chaleur parmi les métaux usuels, ne produisent aucune commotion sur la personne qui prend les rêophores.

Au moment où on met en contact les deux rêophores pour fermer le courant, ou bien encore lorsqu'on les sépare, une petite étincelle jaillit au point de contact. Elle est verdâtre avec des rêophores en cuivre, rouge quand on emploie des rêophores en fer; enfin , sa couleur et son aspect changent avec la nature des métaux que l'on emploie pour rêophores, cë qui prouve qu'il y a des parcelles métalliques entraînées dans le courant et même volatisées. Pour produire le phénomène d'une manière brillante , on prend une lime en acier ou en laiton, on fait toucher l'un des rêophores à la base de la lime, et avec l'autre main on promène le second réophore sur les aspérités de la surface , de manière à multiplier les interruptions du courant, on obtient ainsi de véritables gerbes d'étincelles.

Le courant peut passer même entre des conducteurs placés à petite distance lorsqu'on emploie une pile énergique. Adaptons aux extrémités de nos rêophores deux charbons de cornue taillés en cône effilé, et rapprochons ces charbons jusqu'au contact, de manière à fermer le courant ; éloignons-les alors petit à petit l'un de l'autre, le courant continuera à passer entre les deux pointes sé-

PILES VOLTÀÏQUES. 299

parées sous forme de ligne lumineuse continue. Au delà d'une certaine distance, d'autant plus grande que la pile est plus puissante, le courant cesse dépasser et la lumière s'éteint tout à coup. Ce phénomène remarquable se produit également bien dans l'air, dans le vide et dans l'eau. Avec une pile de 600 couples la ligne lumineuse peut atteindre une longueur de plusieurs centimètres.

La lumière qu'on obtient ainsi a un éclat éblouissant qui fait pâlir toutes nos lumières artificielles. Il n'y a guère que la lumière de Drvmmond, obtenue en lançant un jet enflammé de gaz oxygène et hydrogène mélangés sur la chaux , qui puisse lui être comparée. On l'a déjà employée à plusieurs reprises sur nos grands théâtres pour imiter la lumière du soleil. Comme les charbons s'usent rapidement dans l'air, surtout le charbon positif, on a imaginé de petits appareils régulateurs qui font mouvoir les charbons au fur et à mesure qu'ils se consument, de manière à maintenir leurs pointes toujours à la même distance.

Aux effets physiques produits par la pile se rattachent les phénomènes d'aimantation et les télégraphes électriques ; nous rejetterons ce paragraphe à la fin du chapitre pour ne point interrompre l'exposé des phénomènes principaux produits par l'action de la pile.

3° Effets chimiques. En parlant de la machine électrique et de la bouteille de Leyde, nous -avons dit que l'électricité qu'elles fournissent produit des phénomènes de combinaison et de décomposition. La pile est un agent chimique bien plus puissant encore.

Pour ne point empiéter sur les différents faits exposés dans le cours de chimie de seconde, nous donnerons simplement la décomposition de l'eau, de l'alcali et d'un sel.

Pour décomposer l'eau, on se sert d'un petit appareil très-simple, composé d'un verre percé en son fond de deux trous par lesquels passent deux fils de platine fixés avec du mastic (fig. 169). On remplit le verre avec de l'eau rendue conductrice à l'aide d'une petite quantité d'acide sulfurique. On dispose, au-dessus de chaque fil, une pe-

PILES VOLTÀÏQUES.

tite cloche longue et étroite divisée en parties d'égale capacité. On fait alors communiquer les réophores de la

pile avec les fils de platine.

Dès que les contacts sont établis, on voit des bulles nombreuses et très-petites se dégager tout autour des fils et monter dans les éprouvettes. Le gaz qui se rassemble dans l'éprouvette placée au-dessus du fil négatif occupe toujours , à un instant quelconque, un volume double de celui que présente au même instant le gaz recueilli dans l'éprouvette positive. Le premier gaz s'enflamme au contact d'une bougie allumée et brûle avec une flamme pâle; c'est de Yhydrogène. L'autre gaz a la propriété de rallumer instantanément une allumette à demi éteinte, mais présentant encore quelques points en ignition ; c'est de Yoxygbie. Ces deux gaz sont les éléments constituants de l'eau

Prenons maintenant un morceau un peu épais de potasse légèrement humectée, et creusons-y une petite cavité où nous mettrons une goutte de mercure; puis plaçons-le sur une lame de platine mise en communication avec le fil positif d'une pile puissante (fig. 170). Il «™. ne restera plus, pour obtenir

la décomposition de la potasse, qu'à plonger le fil négatif dans le mercure. La potasse se décompose en deux élé-

Fig. i69.

1. Ce petit appareil est connu dans la science sous le nom de voltamètre.

ments : l'oxygène qui se porte sur la lame positive de platine et se perd dans l'air, ce métal n'étant pas oxydable; et le potassium, qui se porte au pôle négatif et s'amalgame avec le mercure.

La potasse est donc comme l'eau un composé binaire, dont l'oxygène est l'un des éléments; c'est ce que l'on appelle dans le langage chimique un oxyde.

Nous voyons dans ces deux décompositions l'oxygène se porter au pôle positif. On le considère alors comme électrisé négativement par le fait même de la décomposition; il va reprendre au pôle positif le fluide positif nécessaire pour le reconstituer à l'état neutre. Le potassium et l'hydrogène sont considérés, au contraire, comme électrisés positivement. On donne généralement le nom de corps électro-négatifs aux corps qui se portent ainsi au pôle positif, et le nom de corps électro-positifs h ceux qui se rendent au pôle négatif.

On appelle, en chimie, 5e/, le produit de la combinaison d'un principe rougissant la teinture de tournesol et le sirop de violettes, doué d'une saveur aigre et piquante, qui lui fait donner le nom générique d'acide , avec une substance verdissant le sirop de violettes, ramenant au bleu le tournesol rougi, neutralisant les propriétés des acides et appelée une base. La pile sépare ces deux principes du sel, comme le prouve l'expérience suivante. On met dans un tube, recourbé en forme de V, une dissolution d'un sel, le sulfate de soude, par exemple (acide sulfurique et soude); on teint la dissolution en y versant quelques goûtes de sirop de violettes. On établit alors une lame de platine dans chacune des branches du tube et l'on fait communiquer l'une d'elles avec le pôle positif de la pile, et l'autre avec le pôle négatif. On voit bientôt le sirop de violettes verdir autour de cette dernière lame, tandis qu'il rougit dans l'autre branche. L'acide est donc • l'élément électro-négatif du sel, et la base l'élément électro-positif.

L'action chimique de la pile a reçu dans les arts une application importante. Elle est mise en usage pour for-

mer des dépôts métalliques de cuivre , d'or ou d'argent, à la surface des corps conducteurs, prendre des empreintes de médailles, etc.

CSalTanoplastiqne. — S'agit-il» par exemple, de recouvrir d'un dépôt adhérent de cuivre un objet quelconque, métallique ou non; si l'objet est métallique, et par conséquent conducteur, on se borne, comme opération préparatoire, à mettre sa surface parfaitement à nu, en enlevant les dépôts étrangers d'oxydes ou de matières grasses , qui pourraient le couvrir, par quelques immersions dans des bains d'acide sulfurique et d'acide nitrique convenablement préparés. C'est ce que l'on appelle le décapage. Si l'objet n'est pas conducteur, on commence par rendre sa surface conductrice, en la recouvrant d'une couche de plombagine ou de bronze florentin. La pièce préparée de cette manière est attachée au réophore négatif de la pile; en même temps on attache au réophore positif une lame de cuivre de dimension proportionnée à celle du oorps à couvrir du dépôt galvanoplastique, et l'on plonge alors les deux réophores ainsi armés dans une dissolution saturée de sulfate de cuivre. Le sel est décomposé par le courant, qui sépare l'acide et la base , et de plus décompose l'oxyde de cuivre; le cuivre se porte au réophore négatif et se dépose en couche adhérente sur l'objet attaché à ce réophore ; l'acide et l'oxygène vont au réophore positif, et là, rencontrant la lame de cuivre, forment du sulfate de cuivre qui remplace celui que le courant a décomposé.

Pour déposer une couche d'argent ou d'or, il faudrait substituer au sel de cuivre un bain formé de cyanure d'argent dissous dans le cyanure de potassium , ou de chlorure d'or dissous dans le même cyanure alcalin ou dans le carbonate de potasse. En même temps on remplacerait au réophore positif la lame de cuivre par une lame d'argent ou une lame d'or.

La reproduction des médailles se fait de la même manière; seulement il faut empêcher le dépôt métallique d'adhérer à la médaille ou au moule métallique. On y arrive en passant rapidement cette médaille ou ce moule dans la fumée d'un corps résineux. Les moules ou empreintes en creux de la médaille se font, soit avec l'alliage fusible de Darcet, soit avec du plâtre , du soufre ou de la stéarine ; c'est pour ces derniers qu'il est besoin de métalliser la surface avec une couche de plombagine ou de bronze.

Il est d'ailleurs facile de se dispenser de l'emploi d'une pile.

L'appareil galvanoplastique est souvent construit de manière à fournir le courant nécessaire pour la décomposition électrochimique.

On prend pour cela un vase cylindrique en porcelaine poreuse, haut de 0 m ,20, large de 1 décimètre , ou encore un cylindre en verre de cette même dimension , fermé à l'un de ses bouts par une membrane de vessie , et portant à moitié de sa hauteur un collier à trois pattes horizontales. Puis on a un bocal en verre notablement plus large , mais à peu près de la même hauteur, et sur les bords duquel f>oseut les trois pattes du cylindre précédent , qui se trouve suspendu dans son intérieur. On dispose à côté de cet appareil une potence dont la traverse horizontale est en laiton et le pied en bois. On accroche alors à la potence un fil de cuivre portant une petite masse de zinc, qu'on fait descendre dans le vase intérieur contenant de l'eau acidulée; et l'on dispose un second fil de cuivre portant la matrice que l'on suspend dans le vase extérieur , plein de sulfate de cuivre , immédiatement au-dessous du fond du premier vase.

k° Électro-aimants. — Télégraphes électriques. — Lorsqu'on fait passer un courant dans un fil de cuivre voisin d'une aiguille aimantée mobile, l'aiguille est déviée de sa position d'équilibre et tend à prendre une position perpendiculaire à la direction du fil, telle que si l'observateur se supposait couché sur le fil, de manière que le courant lui entre par les pieds et lui sorte par la tête , il aurait , en regardant l'aiguille , le pôle austral à sa gauche. Ce fait , découvert par QErsted , est devenu pour Ampère le point de départ d'une des plus belles théories de la physique moderne , théorie qui rattache les phénomènes du magnétisme à ceux de l'électricité, et qui explique toutes les propriétés des aimants par l'action de courants électriques circulant à leur surface.

Cette théorie de l'électro-magnétisme ne faisant point partie du programme de notre cours , nous la laisserons, à regret, de côté , nous bornant à énoncer un fait important qui peut être considéré comme découlant immédiatement de l'expérience d'QErsted.

Si l'on met en croix, sur un fil de cuivre, une aiguille d'acier ou de fer doux, et si l'on fait passer un courant dans ce fil , immédiatement l'aiguille se trouve aimantée, et son pôle austral apparaît à la gauche du courant; en appelant ainsi la gauche de l'observateur qui se supposerait couché sur le fil lui-

même, la face tournée vers l'aiguille, et placé de telle sorte que le courant traverse son corps des pieds à la tête. Cette aimantation ne dure, dans le fer doux, qu'autant que le courant continue de passer dans le fil ; est-il interrompu , aussitôt le fer revient à Pétat neutre ; dans l'acier , au contraire , l'aimantation persiste après la rupture du courant.

Si l'on enroule autour d'un barreau de fer un fil de cuivre enveloppé de soie, pour que les tours de fil ne se touchent point

Kg, 171.

et ne touchent point au fer, et si l'on fait communiquer les extrémités de ce fil avec les pôles d'une pile, les différentes portions enroulées et traversées par le courant ont toutes leur gauche du même côté , conséquemment leurs effets s'ajoutent ; aussi, à l'instant même, le barreau devient un aimant puissant, et si le courant cesse de passer, cet état d'aimantation cesse aussi immédiatement. On désigne ces aimants passagers sous le nom d' électro-aimant s. On leur donne ordinairement la forme d'un fer à cheval (fig. 171), et les bobines de fil enroulé

enveloppent les deux branches. Ils peuvent avoir une puissance énorme si la pile est un peu forte et la longueur du fil enroulé considérable. Ainsi avec 40 éléments de Bunsen , on donnera facilement à un électro-aimant une force capable déporter 5 ou 600 kilogrammes.

Supposons actuellement un électro-aimant en fer à cheval , ayant, en face de ses pôles et à une petite distance , une pièce en fer, retenue par un ressort qui la ramène à sa position quand on cherche à la rapprocher des extrémités du fer à cheval (fig. 172). Lorsque l'on fera passer le courant dansla double bobine, le fer à cheval, devenu aimant, vaincra facilement la résistance du ressort , et appellera à lui la petite pièce de fer qui viendra s'appliquer sur ses pôles. Mais dès qu'on ouvrira le circuit, l'aimantation disparaîtra et le ressort ramènera le fer à sa place primitive. En renouvelant autant de 'J* fois que l'on voudra le passage et l'interruption ra du courant, on obtiendra un mouvement de va- Fig. 172. et-vient; et ce mouvement se produira lors même que les fils qui rattachent la pile à l'électro-aimant auraient 100 mètres , 1000 mètres et plus de longueur, pourvu qu'on augmente leur diamètre en même temps que leur longueur.

C'est là le principe de la construction de presque tous les télégraphes électriques. Il n'y a guère de différence entre eux que dans le mode d'écriture et de lecture des dépêches. Nous ne décrirons que le télégraphe à cadran , tel à peu près qu'il est employé par l'administration des chemins de fer.

Ce télégraphe se compose d'une pile de Daniell ou de Bunsen, de deux appareils , l'un pour écrire la dépêche et qu'on appelle manipulateur, l'autre qui la donne à lire exactement telle qu'elle a été écrite, et qui porte le nom derécepteur; enûn du circuit métallique qui rattache ces divers appareils. Chaque station télégraphique possède à la fois un manipulateur et un récepteur que l'on peut introduire à volonté dans le circuit appartenant à la même pile.

Le récepteur (6g. 173) se compose d'un cadran vertical portant sur son contour les vingt-cinq lettres de l'alphabet, plus un' sigue servant de point de repère et placé devant TA , au sommet du cadran. Une aiguille /"fixée au centre d'une roue peut parcourir ce cadran ; la roue qui la porte présente vingtsix dents inclinées. Une pièQe métallique en forme d'Y est dis-

posée au-dessous de cette roue et porte aux extrémités de ses branches deux petites baguettes cylindriques , destinées à engrener l'une après l'autre avec les dents de la roue. Cet Y, mobile autour d'un pivot placé à sa base , est mis en mouvement par un levier coudé /, mobile autour de son extrémité inférieure, et qui porte un peu au-dessus de ce centre de rotation, une petite pièce de fer ou armure, placée en face des pôles d'un électro-aimant g ; un petit ressort attaché à cette armure la rappelle en arrière. Enfin l'une des extrémités du fil de l'électro-aimant communique au pôle positif de la pile; l'autre extrémité s'attache au fil qui- va rejoindre le manipulateur. Supposons que le courant passe dans les bobines; Parmure

Fig. 173.

est appelée contre les pôles et pousse alors le levier. La baguette droite se dégage et la baguette gauche vient pousser contre la roue en la faisant avancer d'une demi-largeur de dent. Puis quand le circuit sera ouvert , le levier rappelé par le ressort dégagera la baguette gauche en engageant la droite, qui, venant à son tour heurter contre une dent , la fera avancer d'une demi-largeur. Les deux mouvements auront donp fait avancer une dent de toute sa largeur ; par conséquent l'aiguille du cadran aura passé d'une case à la suivante , puisqu'il y a autant de dents à la roue que de cases au cadran. Avec 10 passages du courant et 10 interruptions successives, on fera passer l'aiguille de la lettre A à la lettre K, ou de B à L, ou de C à M., etc.; enfin d'une lettre quelconque à la 10 e lettre qui la suit.

Le manipulateur (fig. 174) placé à l'autre station est destiné à produire ces alternatives dans le passage et l'interruption du

courant. Nous le réduirons à sa plus grande simplicité. Supposons une roue en cuivre portant aussi vingt -six dents sous lesquelles sont écrites également les lettres de l'alphabet et le signe de repère. L'axe métallique de cette roue, porté sur des supports isolants en ivoire, reçoit le fil positif de la pile par l'intermédiaire du récepteur.

Fig. m. Le fil négatif qui vient

de cette même pile présente son extrémité aux dents de la roue. Chaque dent qui passe sur le fil produit une fermeture du circuit, puis une interruption lorsqu'elle est passée. Si donc l'aiguille du récepteur étant sur le signe de repère , et la dent de repère du manipulateur en avant du fil , on fait passer six dents de la roue sur ce fil, de manière à amener la lettre F en avant du fil, il y aura eu six passages et six interruptions du courant , par conséquent l'aiguille du récepteur aura marché de six cases sur son cadran et sera aussi devant l'F. En faisant passer l'O du manipulateur en avant du fil, le mouvement de rotation se continuant dans le même sens, l'aiguille du récepteur se portera sur l'O, et ainsi de suite pour toutes le3 autres lettres de la dépêche. Pour envoyer la réponse , à la station d'arrivée on sortira le récepteur du circuit pour y engager à la place le manipulateur, tandis qu'à la station de départ on remplacera , au contraire, le manipulateur par le récepteur, et la même pile comme le même circuit pourront servir à la transmission.

La vitesse de transmission de l'électricité dans les fils conducteurs est, tellement grande , qu'il n'y "a guère d'autre retard que le temps de l'écriture et celui de la lecture. Il y a simultanéité presque complète entre les mouvements du manipulateur et ceux du récepteur, quand les distances ne sont pas par trop considérables.