CHAPITRE II

DES PROPRIÉTÉS DES BATTERIES GALVANIQUES. Phénomènes des batteries en action , 59. — Galvanomètre d’Harris , 60. — De l’étincelle, 61. — Bouteille de Leyde chargée par l’électricité voltaïque, 62. — Effets physiologiques, 63. - Magnétisme, 64-68. - Galvanomètres, 68-70. - Aimant passager en forme de fer à cheval, 70-74. - Cellule de décomposition, voltamètres, pôles,74-85. -Lois de la décomposition voltaïque, 85-87. - Table des équivalents chimiques," 87. — Liquide nécessaire pour la décomposition, 88. — Faculté conductrice du liquidé employé à la décomposition, 89-90. — Intensité nécessaire pour la décomposition, 91.

— Electrolysis ; décomposition électro-chimique, 92-99.— Théorie de Daniell, 90.100.

— Etat du liquide pendant la décomposition, 101. — Influence de la température du liquide, 102. — Formule de Ohm, 103.

5g. Après avoir décrit les différentes formes de piles galvaniques, nous sommes conduit tout naturellement à étudier les effets quelles produisent: ces derniers sont nommés effets

(i) 56. On trouvera à l’Appendice un tableau comparatif des intensités des différentes p.les galvaniques. Ce tableau, dressé avec soin par M. Joule, est le résumé de nom-

déTnile mf'ri‘TCeS qU£a faiteS’ achèveia d‘écIaire1, le lecteur sur la construction ae la pile qu a devra préférer pour les travaux électro-métallurgiques.

r,n terminant ce qui a rapport aux piles galvaniques, nous ne saurions trop prémunir nos lec eurs contre les spéculations intéressées de certains marchands d’instruments de nombre d’autr^paeir410 ^ 1 AppemUce est consacrée à la description d’un grand

PROPRIÉTÉS DES BATTERIES GALVANIQUES. 3l

galvaniques, et le principe qui leur donne naissance est appelé galvanisme.

Le signe qui démontre qu’une batterie est en action, est le changement qui a lieu dans chacune de ses cellules. Dans celle de Daniell , on remarque un dépôt de cuivre sur le métal négatif. Dans celle de Grove, c’est un dégagement de gaz acide nitreux; dans la mienne, c’est de l’hydrogène qui se dégage. Ces différents phénomènes mesurent exactement la quantité du courant; mais, dans les deux premières piles, aucune me- I sure exacte ne peut être immédiatement fournie; dans la dernière, l’hydrogène recueilli dans l’une des cellules, à l’aide d’un ballon de verre, fait apprécier cette quantité avec exactitude.

Cette propriété de ma batterie est d’une grande valeur pour l’artisan et l’expérimentateur, car elle peut indiquer, par le murmure de l’hydrogène qui se dégage , si les communications sont bien établies et quelle est la quantité du courant produit, fait d’une haute importance dans l’électrotypie.

60. Un autre phénomène qui se montre dans l’emploi d’une pile , est la faculté qu’a cette dernière de rougir les fils métalliques d’un diamètre suffisant pour laisser passer immédiatement le fluide. A l’aide de cette faculté , les métaux les plus réfractaires, tels que le platine , le palladium , l’or, le I cuivre, le fer et. l’acier, peuvent être fondus en peu d’instants.

1 Le volume des fils métalliques fondus dépend de la quantité d’électricité qui se développe, tandis que la longueur de fil qui entre en fusion dépend de l’intensité du courant.

M. Snow Harris a tiré un parti ingénieux de cette propriété pour construire un instrument propre à mesurer le courant galvanique : il consiste en un fil métallique délié qu’on fait passer à travers un thermomètre à air d’une grande * délicatesse. L’expansion de l’air fait connaître le degré de

j chimie. Leurs prospectus renferment l'annonce d’appareils galvanoplastiques, prétendus ! brevetés, et qu’ils donnent comme supérieurs à tous les autres. Ce n’est pas ainsi qu’en ! ont usé les Daniell, les Grove, les Jacobi, les Smee, les Leuz, les Becquerel, et tous i ceux qui ont donné une si belle impulsion à l'étude des phénomènes galvaniques. Ces savants ont livré à la publicité tous les détails de la construction de leurs appareils ils i sont tous fort simples, et un amateur intelligent pourra les construire sans peine. Qu on j se tienne donc en garde contre ces appareils mystérieux annoncés avec iant de pompe, ! et qui n’ont sur les autres qu’un seul avantage, celui de rapporter de gros bénéfices au j marchand qui les établit.

Dans la plupart des cas, et pour les expériences sur une petite échelle, les appareils | à ure seule cellule , dont la construction est si simple , seront suffisants. Et si l’on vou- | lait faire des expériences plus en grand, l’appareil de M. Sorel , décrit à l'Appendice ,

I page 178 , répondra à toutes les exigences en augmentant dans de justes proportions la forme et le nombre de ces couples.

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température du fil métallique. Cet instrument ne peut avoir de valeur que quand on emploie des fils d’un grand et d’un petit diamètre, dans deux expériences différentes; sans cela on n’estimerait qu’une seule des propriétés de la pile.

61. Une autre propriété que possède une pile, c’est celle de mettre en ignition des corps pointus en métal ou en charbon, lorsqu’ils sont en communication avec les pôles, et qu’on les maintient simplement en contact; on ne tarde pas alors à apercevoir une lumière extrêmement brillante ; c’est ce qu’on a nommé l 'étincelle. De grandes discussions ont eu lieu parmi les savants sur le point de savoir à quelle distance l’étincelle pouvait passer. Quelques-uns ont soutenu quelle pouvait traverser une petite distance. Jacobi , cependant , pensait que cette dernière était fort petite. M. Grassiot, pour éclairer la question, fit agir cent séries des plus grandes batteries du professeur Daniell; mais à l’aide de cet appareil, et malgré l’emploi du micromètre le plus délicat, il ne réussit point à faire passer l’étincelle à une distance appréciable, et même cette puissante batterie restait sans action si les corps étaient séparés par une distance égale à l’épaisseur d’une feuille de papier. Dans un des derniers numéros du Magasin philosophique , M. Crosse a fixé de nouveau l’attention sur ce point en publiant qu’à l’aide d’une grande série de piles à eau , qui sont en sa possession , il avait réussi à obtenir l’étincelle à une petite distance. Il se proposait de porter sa batterie à mille cellules, afin d’éclairer complètement ce point.

L’étincelle paraît dépendre particulièrement de la combustion de petites particules métalliques, et lorsqu’on emploie du charbon ou du coke, on présume que les particules de ces corps sautent d’un pôle à l’autre, en sorte que le charbon d’un pôle s’use à mesure que le charbon de l’autre pôle augmente aux dépens du premier, jusqu’à ce que la lumière ou flamme se trouve encaissée dans une masse de matière carbonisée. Cette circonstance a empêché jusqu’ici d’utiliser cette flamme brillante. Le phénomène de l’étincelle exige de l’intensité dans le courant pour se produire. Une série de batteries de Grove est plus propre que toutes les autres à la faire naître. Le professeur Wheatstone a établi par les expériences les plus ingénieuses que la durée de l’étincelle n’excédait pas la millionième partie d’une seconde.

62. Une autre propriété qu’offrent les batteries galvaniques, c’est la faculté quelles ont de charger la bouteille de

Leyde;mais cette propriété, qui est de peu d’importance, exige une grande intensité dans le courant. Une longue série de batteries doit être mise en usage pour obtenir ce résultat.

63. La commotion produite par une bouteille chargée de fluide galvanique dépend de la même cause que celle que produit une bouteille chargée d’électricité. Cette commotion est une véritable contraction convulsive des muscles produite par la force de la batterie; ce singulier effet exige généralement une série pour se produire ; on ne le ressent que quand on établit la communication ou qu’on la rompt. L’effet est le même avec une petite série, si l’expérimentateur présente une solution de continuité à l’un de ses doigts.

Quand on veut obtenir la commotion sur le cadavre d’un animal, il faut enfoncer une épingle dans l’épaisseur de la peau qui recouvre sa tête, et une deuxième épingle à l’une des jambes de derrière; alors, chaque fois que les pôles de la batterie seront mis en communication avec ces épingles, de fortes convulsions se manifesteront; les mêmes effets se produiront anssi toutes les fois que cette communication sera interrompue. Si l’expérimentateur applique une lame de zinc sur la lèvre supérieure et une lame de platine sous la face inférieure de sa langue (et vice versa), et qu’on les mette toutes deux en communication, on apercevra des bluettes, que les paupières soient ouvertes ou fermées; on n’a donné aucune explication de ce fait singulier. Tous les phénomènes ci-dessus indiqués sont nommés effets physiologiques du galvanisme.

64- Les batteries galvaniques ont la propriété de produire certains effets qu’on nomme magnétiques et qu’on présume être le principe du magnétisme. Il serait impossible de définir le magnétisme comme on le fait pour le galvanisme et l’électricité , attendu que nous ne connaissons le premier que par ses propriétés. Il n’y a que deux métaux qu’on puisse aimanter, ce sont le fer et le nickel. L’identité du magnétisme et de l’électricité, ainsi que les autres branches de la physique, doivent de nombreuses découvertes à Faraday ; mais, quoique l’étude du magnétisme soit pleine d’intérêt, il n’entre dans notre sujet d’en traiter ici que pour expliquer les effets du galvanisme.

65. Le courant voltaïque, quand il pénètre à angles droits dans un morceau de fer dont on le sépare par un corps non conducteur, y développe les propriétés connues sous le nom de magnétiques ; car, si on le met en contact avec un autre

fragment du même métal , celui-ci sera attiré vers le premiei La puissance magnétique se développe avec d’autant plus d force, que le courant passe plus souvent autour du fer. C’es pour cette raison qu’on entoure plusieurs fois ce métal ave un fil métallique recouvert de soie ou de coton ; le but quoi se propose à l’aide de cette disposition est de faire passer 1< même courant plusieurs fois à angles droits dans le métal. Quanti le courant cesse , ce qu’on obtient en rompant la communication entre le fer et la batterie , on observe une différend qui dépend de la nature du fer ; car, si ce dernier est du fei doux et malléable, l’aimantation cesse immédiatement ; de là, le nom d’aimant passager qu’on lui impose ; et si on emploie! dans l’expérience de l’aeier très-dur, l’aimantation n’est pas si forte, mais de plus longue durée; l’aimant, dans cet état, se nomme permanent.

66. Un barreau d’aimant permanent, quand il est suspendu en équilibre, dirige toujours une de ses extrémités vers le pôle-nord de la terre, et l’autre vers le pôle-sud; mais si on fait passer un courant galvanique autour de cet aimant permanent et dans la direction de son axe , l’aiguille aimantée sera déviée à l’instant et se placera à angle droit avec sa première direction : c’est sur ce principe qu’on a construit l’instrument connu sous le nom de galvanomètre.

67. La direction que prend l’aiguille, quand elle se dévie, sera mieux comprise à l’aide de l’artifice suivant, rapporté par Daniell : il faut supposer que l’observateur lui-même remplit l’office de fil conducteur et que le courant électrique passe de sa tête à ses pieds tandis qu’il regarde l’aimant ; le pôle-nord sera toujours à main droite. Cet ingénieux artifice est applicable à toutes les positions de l’aiguille, pourvu que l’observateur soit au-dessus ou au-dessous du plan de l’aiguille.

68. Les galvanomètres sont construits d’une manière différente, selon la délicatesse des expériences auxquelles on les soumet. En général, il suffit d’employer une aiguille semblable à celle d’une boussole; un fil métallique couvert de soie ou de coton doit être enroulé autour de cette aiguille, dans la direction de son grand axe. Les deux extrémités du fil peuvent être plongées dans des vases pleins de mercure, ce qui fournit le moyen d’unir ces extrémités avec les pôles de la batterie.

69. Un galvanomètre d’une construction plus délicate peut être fait en employant deux aiguilles suspendues , de manière que le pôle-nord de l’un est placé sur le pôle-sud de l’autre.

Les polarités sont ainsi neutralisées et ne se trouvent plus sous l'influence du magnétisme terrestre : dans cet état, on les nomme asiatiques. On les suspend généralement par un brin de soie de la plus grande ténuité, en sorte que le plus léger courant galvanique agit sur elles. Il est bon que l’une des aiguilles ait une légère prépondérance, afin qu’une trop longue vibration ne vienne pas troubler l’opération. Un instrument comme celui-ci ne s’emploie que pour les expériences les plus délicates.

70. Il y en a une autre variété qu’on nomme galvanomètre à torsion , parce qu’il est fondé sur le principe de la résistance produite en tordant une substance élastique ; par ce moyen on est en état d’apprécier les différences qui ont lieu dans les faibles courants.

71. Quelqu’utile que soit cet instrument pour apprécier les faibles courants , de grandes quantités d 'électricité sont rarement mesurées à l’aide des effets magnétiques. L’emploi bien dirigé du magnétisme est une addition importante faite à nos instruments pour apprécier les courants voltaïques. Pour mesurer la quantité d’électricité dans un courant galvanique quelconque , on doit prendre un morceau de fer doux et le courber en lui donnant la forme d’un fer à cheval. Un fil de cuivre d’une grosseur convenable, couvert de soie ou de coton, doit être enroulé autour de ce fer, les deux extrémités sont laissées libres afin d’être mises en communication avec la batterie. Un morceau de fer doux, auquel on fixe un crochet, sert à soutenir un poids quelconque, et c’est le chiffre de ce poids qui indique la force du courant.

Cet instrument n’a de valeur que pour les expériences comparatives, attendu que des résultats divers sont toujours obtenus avec des aimants différents, la qualité du fer employé exerçant une influence matérielle sur les résultats des expériences. Mais si on emploie le même aimant, si le diamètre du fil est suffisant, et si sa longueur est modérée, la résistance offerte au courant sera à peine appréciable, et la quantité relative d’électricité dégagée, indépendamment de son intensité , peut être rigoureusement déterminée.

72. Les aimants passagers sont trop fréquemment faits avec un fil très-délié, et d’une longueur considérable. Dans ce cas, la somme de magnétisme indiquée par le courant, cesse d’être une mesure exacte de la quantité d’électricité qui passe, parce qu’il faut qu’il y ait de l’intensité pour vaincre la résistance

apportée par les fils au passage du courant. C'est pour cette raison que les instruments électro-magnétiques qui présentent plusieurs aimants, et des fils d’un petit diamètre, exigent l’emploi de plusieurs cellules , pour faciliter le passage du courant.

73. Ce n’est pas encore ici le lieu de donner une estimation comparative de la quantité d’électricité qui se forme, et de celle qui peut être obtenue parla décomposition chimique ; mais comme l’aimant n’exige que fort peu d’intensité, et que celle-ci dépend du volume des fils, il est probable qu’une cellule de l’une des batteries précédemment décrites suffira pour faire l’expérience. Si cependant la décomposition de l’eau est faite comme expérience, on doit employer un nombre suffisant de cellules pour vaincre la résistance qu’éprouve le courant; mais aussi, de cette manière , si on opère plusieurs combinaisons dans un but expérimental, on aura à supporter beaucoup de frais.

74. Si les différents phénomènes décrits jusqu’ici sont aussi pleins d’intérêt que d’obscurité, combien n’en est-il pas ainsi relativement à la propriété que possède la pile pour décomposer différents corps , et vaincre les affinités les plus puissantes en vertu desquelles les corps sont combinés! Ce sont surtout les travaux de H. Davy et de Faraday qui ont éclairé ce sujet, quoique Daniell et plusieurs autres les aient suivis dans ce vaste champ.

75. La cellule à décomposition doit être assimilée à la cellule d’une batterie, sauf la différence des métaux et de la dissolution, suivant les expériences qu’on se propose de faire. Anciennement le volume des plaques plongées dans cette cellule était considéré comme peu important, de simples fils étaient employés ; mais aujourd’hui on fait ces plaques plus grandes. C’est surtout M. Grove qui a insisté sur cette particularité , et on doit s’y conformer scrupuleusement.

76. Il y a plusieurs formes de cellules à décomposition dont" l’emploi peut être utilisé suivant le but qu’on se propose. La plus simple est le tube en forme de V, qui n’est autre chose qu’un tube en verre recourbé de manière à représenter la lettre V; une petite lame de platine est placée dans chaque branche du tube, avec la dissolution; l’une de ces branches est mise en communication avec le pôle négatif de la pile, et l’autre branche avec le pôle positif.