Ceci nous rapproche de la cause du courant voltaïque
(1) 10. Ou pourra toujours éviter l’action locale en n’employant que du zinc le plus pur possible. Voyez, Nos 34 à 38, l'utilité d’amalgamer le métal positif.
car on trouve que la totalité de l’action sur le zinc est exactement proportionnelle à la quantité d’électricité produite; de là le zinc paraît être l’agent calorifique de la pile, et semble y tenir la même place que le charbon dans le feu. D’après ces faits et plusieurs autres, les docteurs Wollaston, Faraday , et avec eux le plus grand nombre des expérimentateurs contemporains, croient que l’action chimique de la dissolution acide sur le zinc, ou plutôt du zinc sur l’eau de la dissolution acide, est la source du courant électrique dans la pile voltaïque; c’est là ce qu’on nomme la théorie chimique de la pile. Les Allemands , et d’autres encore , suivant les traces de Volta, croient que l’action chimique est l’effet du courant électrique, et que le fluide est produit par le contact de deux métaux hétérogènes. Cette dernière opinion a reçu le nom de théorie du contact.
15. En opposition à la théorie du contact, le docteur Faraday a décrit dans les Transactions philosophiques , des faits curieux qui montrent que la communication d’une simple batterie excitée par de l’acide sulfurique étendu, ne s’établit à l’aide d’aucun métal , mais à l’aide d’un liquide capable d’être décomposé par l’action plus énergique de l’acide sulfurique étendu. Cet auteur trouva également que la dissolution d’iodure de potassium était la plus propre à mettre ce fait intéressant en évidence.
1 6 . Quelle que soit la théorie adoptée, la quantité d’électricité développée, toutes choses égales d’ailleurs, est exactement proportionnelle à la surface du métal négatif employé : ainsi, pourvu qu’il n’y ait pas quelqu’obstacle à vaincre, si la surface de ce métal est doublée , la quantité d’électricité sera également doublée. Cependant l’étendue de la surface du métal positif n’est pas , jusqu’à un certain point , d’une grande conséquence, quoique néanmoins son trop peu d’étendue soit une circonstance nuisible à l’opération.
17. Une circonstance à laquelle on doit bien prendre garde, est qu’il faut que chaque point du métal négatif offre un point d’irradiation au métal positif, car chaque point qui n’est pas ainsi disposé est beaucoup moins actif, quelquefois même tout-à-fait sans action. Dans différents cas, cette particularité se montre d’une manière plus ou moins frappante; car si l’hydrogène est dégagé à l’état naissant, ce gaz, par l’action combinée de son adhésion et de son élasticité , se montre à une grande distance du métal positif, et tout-à-fait en dehors de
la sphère de son irradiation; comme cela arrive lorsque la face postérieure de la plaque de métal est en action, tandis que l’autre est opposée au fluide. Quand on fait usage des métaux très-polis, le gaz passe également à une grande distance; mais quand un métal est préparé avec du platine , de la manière que j’indiquerai plus loin, le gaz ne s’échappe que d’une petite étendue , quoique avec force , quand on le met en contact avec un fil de zinc très-délié.
1 8. Il y a une corrélation entre l’énergie du courant et la distance qui sépare les métaux électro-positif et négatif, car plus on les rapproche et plus on dégage d’électricité, quoique son intensité ne soit point influencée par la différence de leur arrangement.
19. La fonction que remplit la dissolution acide a été expliquée en partie , car nous avons déjà dit que l’eau est décomposée , l’hydrogène se portant au métal négatif, tandis que l’oxygène se combine avec le zinc, pour former un oxyde de ce métal. C’est alors que commence l’action de l’acide qui non-seulement donne un pouvoir conducteur très-considérable à la dissolution, mais s’empare de l’oxyde métallique pour former du sulfate de zinc.
20. Quel que soit le liquide qu’on emploie pour charger la pile, son efficacité repose sur les mêmes principes; mais l’intensité varie avec chaque corps étranger qu’on introduit dans l’eau. Ainsi, les acides sulfurique et nitrique étendus, ou la dissolution d’un sel, impriment plus ou moins de puissance à la pile. Cependant une augmentation ou une diminution dans la proportion de ceux-ci n’influe pas sur l’intensité, quoique la quantité soit matériellement changée; car si dix gouttes d’acide sulfurique sont placées dans un litre d’eau , l’intensité sera aussi considérable que si on employait un litre du même acide. Mais la quantité, dans le premier cas, serait infiniment moindre que dans le second.
21. Une pile galvanique présente deux propriétés importantès : la quantité et l’intensité du fluide électrique; la quantité dépend du volume du métal négatif ou de la force delà dissolution, tandis que l’intensité provient de causes qui échappent à nos recherches ; la quantité n’exige qu’une seule cellule, et ceci a été supposé dans toutes les expériences précédentes, car nous avons vu qu’il faut avoir deux métaux avec l’intervention d’un liquide. Ceux-ci restent dans l'inaction tant qu’ils 11e sont point en contact ; mais aussitôt que ce
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contact a lieu , soit dans le fluide excitant , soit à travers un liquide d’une décomposition plus facile que le liquide excitant delà pile, l’action commence immédiatement. Le contact peut avoir lieu à l’aide d’un long fil métallique, et avec le même résultat. Dans ce cas cependant, selon que le fil métallique sera long ou d’un petit diamètre , ou fait d’un métal doué de peu de conductibilité, on verra une diminution notable de quantité dans l’hydrogène dégagé du métal négatif, ce qui prouve qu’un obstacle se présente au fluide électrique ; mais si l’on donne de l’intensité au fluide, alors l’hydrogène se dégagera avec autant de facilité qu’auparavant.
22. Pour obtenir cette intensité, il faut recourir à un certain nombre de piles disposées en séries, ce qu’on obtient en faisant communiquer le zinc d’une pile avec l’argent d’une autre pile, en ayant soin de laisser libres le zinc et le cuivre qui en forment les extrémités. On peut ainsi unir une centaine de piles, mais la quantité du fluide ne sera pas augmentée , car il ne se forme qu’une quantité d’électricité égale à celle qu’on obtient quand on se sert d’une seule cellule. Dans ce cas, cependant, la même quantité peut traverser une plus grande résistance , car il semble qu’à chaque alternation de la pile , le fluide électrique acquiert une nouvelle impulsion pour vaincre l’obstacle qui s’oppose à son passage, et c’est cette force qu’on nomme intensité.
Ces deux propriétés sont très-difficiles à comprendre pour les commençants (i) ; mais, cependant, on peut s’en former une idée en comparant la quantité au piston qui imprime le mouvement au convoi d’un chemin de fer qui est mu à l’aide d’une seule machine sur un plan horizontal ; mais que ce convoi rencontre un plan incliné ou un monticule, alors deux, trois , cent machines seront nécessaires pour le mettre en
(i) 22. Il est très-important de bien se pénétrer de la différence qui existe entre la quantité et l’intensité du fluide galvanique. L’ignorance où l’on serait de ces deux qualités bien distinctes pourrait entraîner de graves erreurs, et l’on verra plus tard que tels et tels métaux ne peuvent être réduits à l'état métallique qu’en employant plus ou moins d’intensité. On verra plus loin. Nos 153 et suivants, qu’au moyen d’une intensité plus ou moins énergique, les métaux sont réduits à divers degrés, soit à l’état de poudre noire, soit à l’état cristallin , soit enfin à l’état métallique pur. Il y a plus, l’intensité du courant galvanique exerce une influence notable sur la qualité du métal réduit, qui se trouve tantôt malléable, tantôt sec et cassant, suivant les circonstances dans lesquelles sa réduction a été obtenue. Toutes ces différentes nuances, dues à l'intensité plus ou moins grande du courant, et les moyens d’augmenter ou de diminuer cette intensité, ont été soigneusement observés et décrits dans les Nos 122 et 154 à 156, nous y renvoyons le lecteur. Voir aussi No 91.
Nous dirons, pour nous résumer, que le mot d’intensité s’applique à l’énergie avec laquelle un courant galvanique, d’une force quelconque, traverse un milieu qui lui oppose 1 de la résistance, tandis que la quantité exprime l'abondance de l’électricité produite.
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mouvement, et cependant le piston qui fait tourner les roues de la locomotive n’agira pas un plus grand nombre de fois , dans un temps donné, que si une seule machine avait été employée.
23. Il n’y a aucun avantage, et même il y a consommation en pure perte , si l’on fait usage d’une pile d’une intensité plus grande qu’il n’est nécessaire pour vaincre une résistance donnée, que celle-ci soit produite par un fluide à décomposer ou par tout autre agent ; car si dix cellules, disposées de manière à former une pile composée, sont suffisantes pour vaincre l’obstacle, l’effet de 60 cellules arrangées en six séries de dix chaque, serait six fois aussi fort que si une série de dix cellules seulement était employée, parce qu’elles formeraient alors une pile de six fois le même volume, mais de la même intensité qu’auparavant. Mais si le tout était employé comme une série composée, la décomposition qui en résulterait serait infiniment moindre que six fois la quantité; et, pour employer la pile avec avantage, il faut se graver ce fait dans la mémoire. En outre, si les surfaces sont augmentées avant qu’on ait obtenu une intensité suffisante , ce fait ne produira pas une puissance totale proportionnée.
24. Une pile composée, ou formée de plusieurs cellules, dégage dans chaque compartiment la même quantité d’électricité, et conséquemment la même quantité de zinc est dissoute dans les deux cas. Sous ce rapport, moins on emploiera de cellules pour vaincre l’obstacle, plus il y aura d’économie. Il est donc clair qu’aussitôt que, par l’accroissement des séries, on a obtenu une intensité suffisante pour vaincre partiellement la résistance, on devra chercher la quantité* en augmentant la surface; car, si une seule cellule, ou une seule série, exige 5oo grammes (1 livre) de zinc pour produire une quantité de travail donnée; lorsque ce même travail est obtenu plus vite à l’aide de douze cellules, 6 kilogrammes (12 livres) de zinc sont dissous, savoir : 5 00 grammes (1 livre) dans chaque cellule. Quelle que soit l’étendue des cellules, le résultat sera le même, car il n’y aura pas plus de zinc de dissous.
25. La forme de pile composée la plus simple, est la couronne des Tasses, qui est formée de disques alternatifs de zinc et de platine soudés ensemble; le zinc doit être placé dans un verre, le platine dans un autre verre, et la série ainsi arrangée peut être chargée avec de l’acide sulfurique étendu. Il faut avoir soin que le métal des paires alternatives ne soit point en contact dans le liquide.
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26. Lorsqu’on ne veut obtenir que l’intensité seulement , on doit employer un grand nombre de disques, comme dans* la colonne de Deluc, qui est construite avec des disques de deux métaux séparés par des disques de papier. Il y a plusieurs méthodes pour construire ces piles : la plus commune de toutes consiste à placer alternativement des disques de papier argenté sur des disques semblables de zinc, en ayant soin que la série (c’est-à-dire la position relative du zinc) ait toujours la même direction. Cette espèce de pile peut aussi être faite de disques de papier dont une face est argentée ou dorée, et l’autre enduite d’une couche de miel et d’oxyde noir de manganèse ; toutefois il faut éviter que le manganèse ne soit exposé à l’action du soleil, car dans ce cas il devient inerte. Il faut aussi que le papier doré ou argenté ne soit pas recouvert d’un vernis comme celui qu’on trouve dans le commerce. 5oo à 1000 disques sont nécessaires pour construire un appareil qui produise quelqu’effet.
27. Les pius fortes batteries qu’on employa pendant longtemps , consistaient en cuivre et zinc , disposés de différentes manières, suivant le caprice de l’opérateur. Ainsi le cuivre de chaque cellule entourait le zinc , et tous deux étaient disposés de manière à s’ajuster dans une auge en porcelaine ayant8, 10 cellules et même plus. Chaque cellule doit être considérée comme une pile distincte, quoique le cuivre et le zinc de la totalité de l’auge soient réunis. Cette disposition a été imaginée pour retirer d’un seul coup les couples de l’auge.
28. Dans cette batterie composée, un diaphragme de porcelaine sépare chaque pile simple. Mais le docteur Hare découvrit qu’une série de couples pouvait être placée dans une seule auge, pourvu que les métaux de chaque couple ne plongeassent pas dans le liquide; et que le métal électro-positif ne fournissait une puissance irradiante qu’au métal électronégatif de la paire à laquelle il appartenait ; et de même aussi que le métal électro-négatif n’agissaât d’une manière identique par rapport à aucun métal électro-positif. Cette forme de pile est très-peu connue en Angleterre, et n’est que rarement employée, je crois, dans les autres pays.
29. Il y a une autre forme de pile qui a été inventée par Cruikshank, et qui consiste en plaques carrées de zinc et de cuivre soudées ensemble et fixées à des intervalles réguliers ians une auge en bois; le zinc étant toujours dans une cer- ;aine direction dans cette pile, ce sont les métaux eux-mêmes Joat la distance des uns au^ autres forme les cellules.
20 LIVRE ï. CHAPITRE I.
30. Il y a plusieurs autres formes de piles composées qui 1 ne mentent pas ici une mention particulière, attendu que les ' principes qui ont été déjà établis les concernent toutes. j
31. Pourvu que les métaux soient suffisants pour conduire le courant, leur épaisseur n’exerce aucune influence sur la ! quantité d 'électricité , car cette quantité dépend de la surface 1 qui est oflerte au liquide; et si les métaux sont trop minces ! pour conduire l’électricité, il s’ensuivra une diminution dans i la quantité du courant produit, diminution semblable à celle i qui a lieu lorsqu’on emploie les fils très-déliés : pour cette raison , de la poterie, couverte de platine , n’a pas pu être employée comme pôle négatif d’une pile de Grove, la couche de platine n’étant pas d’une épaisseur suffisante. Cependant quelque mince que soit la surface du corps métallique bon conducteur qui a été employé, le courant le traversera gra- J duellement, propriété d’une grande importance pour Téléc* trotypie.