APPAREILS I)*ÉLECTRICITÉ STATIQUE

Machines él^triques, — Disons un mot des machines à Taide desquelles nous produisons le mouvement électrique. Les plus simples sont composées d'un corps frotté, plateau de verre circulaire et vertical qui tourne à l*aide d'une manivelle, et qui, en tournant, frotte contre des coussins d^ peau bien rembourrés et fixés sur des supports de bois.

Lorsque le plateau tourne et est frotté, le mouvement électrique se produit et le verre se charge de mouveiiient n^atif ou vitré, ou mieux il vibre négativement. Un conducteur ou cylindre de cuivre supporté par des colonnes isolantes de verre, et muni à ses extrémités, près du plateau, de pointes, vient toucher presque le disque de verre. L'onde électrique se propage par les pointes dans le conducteur, y produit également le mouvement électrique, y refoule le mouvement négatif ou vitré de même nom, attire au contraire le mouvement positif ou résineux, lequel passe par leâ pointes et va sur le plateau fit les coussins recomposer un équilibre électrique détruit, et que le frottement va détruire encore de nouveau.

Le conducteur est ainsi chargé de mouve-

ment électrique, et lorsqu'on en approche la main, on reçoit une commotion accompagnée d'une étincelle produite par la décomposition de l'électricité de notre corps.

Lorsqu'on approche la main des boules en cuivre qui terminent la machine électrique, on obtient des étincelles tantôt rectîlignes, tantôt en zigzag, tantôt sinueuses tout à fait analogues aux éclairs de ta foudre.

On peut même ainsi entourer de feu tout le corps d'une personne en la faisant monter sur un tabouret isolé par des pieds de verre. Lorsqu'elle est mise par un corps conducteur métallique en contact avec la machine électrique, et qu'on opère dans l'obscurité, on volt autour d'elle une sorte d'auréole lumineuse.

Du reste, il faut remarquer que la lumière électrique varie d'aspect avec la nature du mouvement électrique ; le mouvement négatif s*écoulant par une pointe donne à son extrémité un seul point lumineux, tandis que l'électricité positive produit une sorte de ligne lumineuse qui diverge ensuite en une sorte d'éventail ou d'aigrette.

Bouteille de Leyde. — La bouteille de Leyde est un flacon de verre plus ou moins grand, qu'on revêt aux deux tiers extérieurement d'une feuille d'étain, métal qui conduit bien l'électricité. À l'intérieur, il est rempli de feuilles minces de métal, de cuivre ou d'or, ou de substance conductrice. Le flacon est bouché à l'aide d'un bouchon de liège où passe une tige de cuivre qui touche au conducteur intérieur. Cette tige est ter-

minée par iine boule. Une couche de résine est placée entre le goulot et le métal conducteur extérieur, afin d'empêcher le passage de l'électricité de Textérieur à Tintérieur.

On fait communiquer l'intérieur, au moyen du bouton de cuivre de la tige, avec le conducteur d'une machine électrique chargée, et l'électricité s'accumulant dans cet espace, sans pouvoir s'en échapper, peut être conservée assez longtemps; il faut avoir soin de mettre la garniture extérieure d'étain en communication avec le sol, à l'aide d'un fil métallique, afin que l'un des deux mouvements électriques puisse s'écouler dans la terre sans danger pour l'opérateur. Lorsqu'on veut obtenir, avec cette bouteille, une décharge électrique, on approche le bouton métallique de la substance avec laquelle on veut obtenir une étincelle; la recomposition des deux mouvements électriques s'opère instantanément et donne lieu à ces zigzags lumineux qui caractérisent l'éclair électrique.

Batteries électriques. — On réunit généralement plusieurs bouteilles de Leyde ensemble, en faisant communiquer ensemble toutes les garnitures extérieures, soit en les plaçant sur un fonds commun bon conducteur, soit en les entourant du même fîl métallique qui touche au sol ; puis on réunit tous les boutons au moyen de tiges de même métal. On comprend combien les décharges augmentent de force avec ces appareils, et comment il est possible de volatiliser alors des mé-

taux, de tuer des petits animaux et raêise des bœufs.

APPAREILS D'ÉLECTRTCITÉ OTNAHIOUB

Galvanisme* — Pile de Volta, — En' i789, Galvami, professeur à Bologne (Italie), remarqua que lorsque l'on mettait en communication, par «n arc en métal^ les muscles des jambes d'une grenouille écorcbée arec les nerfs de la partie inférieure de son dos, elle éprouvait de violentes convulsions.

Après lui, Volta observa que les cobttiIsions étalait assez faibles lorsque l'atc était formé d'un seul et môme métal, et q«*el]<es étaient nulles lorsque Tare était fait avec une autre substance peu conductrice du mouvement électrique; mais qu'au contraire, les tressaillements avaient une très-gramde intensité lorsque Tare était composé de deux métaux différents. Pour Volta, ta grenouille n^était pas um réceptacle d'électricité, mais seulement un corps conducteur qui servait à manifester* le mouvement électrique développé par le contact des deux métaux. Ces deux observations sont l'origine des principales découvertes modernes ; c'est à elles que Ton doit l'invention des piles électriques qui ont fait faire, à la chinie en partieuUer, ses progrès les plus rapides.

Toutefois, ce n'est pas au simple contact des deux métaux qu'il faut attribuer le développement électrique qui se manifeste alors, mais à l'action chimique qui se produit entre le métal et les acides qui sont en con-

tact avec lui, ou à la différence de tempéra^ ture que peut prendre chacun des deux mé*.

.taux*

ElectricUé due aux ctctions chimiques, — Quand deux corps différents, du zinc et de Tacide sulitirique, par exemple, sont en présence, Tun plongé dans Fautre. il se produit un phénomène chimique : Tacide sulfurique est décomposé, Tun de ses éléments se porte sur le zinc, Tautre est mis en liberté*

Dans ce fait il y a décompositioa d*un équilibre électrique, et par suite chacun des deux corps prend une électricité ou un mouvement électrique contraire.

Si Taction s*opère entre un liquide et un métal, ce dernier, s'il est attaqué par Tautre, prend Félectricité négative, et le liquide le mouvement positif.

Si au lieu d'un seul métal on plongeait deux métaux différents dans un liquide acide par exemple, ils prendraient chacun un mouvement opposé, et on aurait deux courants opposés, d'électricité positive et d'électricité négative.

Pile$,--^i donc je place une pièce d'argent ou une rondelle de zinc sur une i>ièce de cuivre (un sou par exemple), et que je les sépare par une petite rondelle de drap ou de carton d'égal diamètre imprégnée d'eau salée, ou mieux encore si je plonge deux lames de zinc et de cuivre dans une dissolutionsaline, j'obtiens une action chimique entre les métaux et le sel, action qui produit un dégagement d'électricité.

Je puis assembler un grand nombre de ces

paires d'éléments, qu'il vaut mieux faire car« rés que ronds ; je les disposerai de manière qu'un élément cuivre touche toujours un élément zinc, et par conséquent aux deux extrémités de la colonne, j'aurai d'un côté un élément zinc éiectro-pobitif, et de Tautre un élément cuivre électro-négatif, qui forment les deux pôles de cette pile.

On peut réunir ces deux extrémités lune à Fautre au moyen de deux fils métalliques conducteurs, qui établiront alors un courant électrique entre les deux pôles. Chaque fil séparé attirera, Tun le positif, les corps on les mouvements négatifs par rapport à lai, l'autre le négatif, les corps ou les mouvements poi^itlfs à son égard.

C'est là le principe des piles électriques.

Dans les piles peifectionnées, on attaque le zinc par de l'acide sulfurique, qui a une vive action sur lui et n'en a que très-peu sur le cuivre, qu'on attaque au contraire par l'acide azotique.

Chaque combinaison développe ou chaque décomposition détruit toujours ainsi l'équilibre électrique, et produit des mouvements électriques positifs et négatifs en sens contraires. II est même remarquable que chacun des corps qu'emploie la chimie est électropositif vis-à-vis d'un certain nombre d'autres corps, et électro-négatif vis-à-vis d'autres corps, de sorte qu'il semble que le mouvement produit par la décomposition de l'électricité est à peu près égal dans tous les corps, bien que l'activité de l'action chimique influe sur la quantité générale du

mouvement, et que dans chaque corps les mouvements en sens inverse prédominent à un pôle ou à Tautre, suivant les corps avec lesquels ils sont en contact.

Dans la pile, Télectricité négative des corps isolants recompose Téquillbre neutre à Taîde de l'électricité positive développée dans le cuivre, par exemple; puis l'électricité négative passe du zinc au cuivre et recompose la neutralité avec le positif du zinc. L'équilibre rompu aux surfaces attaquées se rétablit par la rencontre de deux mouvements inverses, sur les surfaces isolantes des corjps intermé- * diaires qui ne sont pas attaquées ; il n'y a que lès corps des deux extrémités qui ne peuvent recomposer leur équilibre, puisqu'ils ne reçoivent pas de mouvements opposés au leur.

A en résulte une tension assez considérable à ces extrémités, tension qui explique l'étincelle qui se manifeste lorsqu'on rétablit la communication entre les deux extrêmes, au moyen du contact, ou du simple rapprochement, même à une distance de quelques centimètres, des deux fils partant de ces extrémités.

Gomme l'action chimique est continuelle, Faccumulation aux extrémités est également continuelle, et par suite les piles fournissent de l'électricité pendant des mois et des années, jusqu'à ce que les lames de métal soient détruites.

Pile Bunsen. — La pile de Bunsen est à la fois la plus simple et la plus énergique. Elle se compose d'un pot de verre ou de faïence que l'on remplit aacide sulfurique étendu

I^HTSIOOB. — II. ^

oTun dixième d'eau. Ce pot contient un cylindre de zinc à tige de cuivre qui, trempant aussi dans le liquide, conduira le fluide négatif, et dans l'intérieur duquel on fait pénétrer un autre pot de terre cuite poreuse contenant de l'acide azotique concentré.

Dans cet acide azotique on fait plonger un cylindre de charbon également muni d'une tige de cuivre pour conduire le fluide positif. La réunion de plusieurs de ces éléments enchâssés les uns dans les autres, et dont on fait communiquer les pôles zinc et charbon ou négatif et positif, de manière à établir la décomposition, forme la pile.

L'acide sulfurique attaque le zinc et l'eau est décomposée; son oxygène se porte sur le zinc et forme, avec l'acide sulfurique, un sel, le sulfate de zinc, qui se dissout dans l'eau. Cette décomposition de Feau dégage, comme toutes les décompositions, beaucoup de mouvement électrique.

Puis le gaz hydrogène séparé de l'eau passe à travers le vase poreux et va se combiner avec l'oxygène de l'acide azotique (qui est formé d'oxygène et d'azote) , oxygène pour lequel il a une grande affinité. Il reforme ainsi de l'eau, et dégage un nouveau courant électrique qui s'ajoute au premier, suit le même sens que lui, et va du vase intérieur au vase extérieur, du charbon au zinc par le fil de communication; par suite, après la recomposition, une redécomposition s'apère et le zinc reste toujours négatif et le charbon positif.

Ces piles sont d'une très-^grande force; 3 &

4 éléments suffisent à décomposa Teau ; 30 à 40 produisent Tmcandescence du charbon.

Ce charbon, qui est très^bon conducteur de rélectricité et qui est inattaquable par Tacide azotique, est un mélange intime , chauffe et comprimé au taoule, de houille grasse et de coke très-4înement broyés.

On remplace quelquefois le chacbou> par une lame de platine*

APJPILICAïaûNS INDQSTRIBliLES^

Actiom chimiques de la pile. — On s*esfc servi, naturellement de la pile pour séparer les corps, qui, comme Teau, les acides^ les.

oxydes, etc., sont formés de la réunion de deux ou de plusieurs corps différents.

Ainsi, en plongeant dans de Feau légère^

ment acide des fils qui partent de chacun

des pôles de la pile, on volt se dégager des

balles de gaz au-dessus de chacun des fils;

on a reconnu qu'au-dessus du fil et du pôle;

négatif se dégage Thydrogène qui, uni/ à

Toxygène, forme l'eau, et au-dessus du pôle

positif se dégage Toxygène. On décompose

également bien les oxydes ^.c'est-à-dire les

combinaisons de l'oxygène et d'autres- corps,.

tels que les métaux, fer ou autre; les3 acides^

les seis,taus les corps composés de la chimie,

en un mot, sont séparés par la pile, et cha- '

cun d'eux se porte l'un au. pôle positif,, c'est

presque toujours l'oxygène ou^ des corps

comme le soufre, qui lui ressemfolentki^i!9u-

tr6.au. pôle négatit.

— ae —

De plus^les courants électriques, si propres à décomposer les corps, ne le sont pas moins à les recomposer, à les réunir, à les faire adhérer; aussi, a t-on, àPaide de la pile, reconstitué des corps qu^on avait séparés, et produit des cristaux que jusqu'ici les forces naturelles avaient seules produits.

Galvanoplastie. — Sous Tinfluence du mouvement électrique et des courants, les sels métalliques se décomposent comme tous les corps, et les corps qui les composent se portent les uns sur le fil positif s'ils sont négatifs, les autres sur le fil ou pôle négatif s'ils sont positifs. Si Ton fixe par exemple au fil n^atif une plaque de métal plongée dans une solution d'un sel de cuivre, on voit se déposer sur eue le cuivre provenant de la décomposition, s'y attacher, et la couvrir pour ainsi dire d'une couche de matière adhérente, mais d'une cohésion assez faible, si l'on ne laisse agir la pile que peu de temps ; si, au contraire, son action s'accomplit lentement, si le courant est fort et régulier, dans un certain espace de temps, la couche devient épaisse et très-adhérente.

A la place d'une plaque de métal on peut placer une statuette en plâtre, un bas-relief, une médaille en ciselure, et changer la nature de la dissolution, qui peut contenir de l'or ou de l'argent, et l'on dore ainsi ou l'on argenté les objets placés au pôle négatif et en communication avec lui.

11 faut avoir soin toutefois de revêtir les ôbj^s .qu'on veut ainsi recouvrir d'une coufb^Ngativanique d'une substance qui, sans en

changer la forme, les rende parfaits conducteurs. On se sert pour cela de plombagine très-pulvérulente, c*est ce qu'on appelle métalliser la surface.

Lorsque Ton veut dorer les métaux, on se sert d'un chlorure d'or et de potassium, ou mieux, de cyanure d'or dissous dans du cyanure de potassium.

Le cyanure, en se décomposant, laisse aller le cyanogène au pôle positif, et l'or se précipite sur l'objet à dorer au pôle positif. 11 ne reste plus qu'à brunir, c'est-à-dire à frotter avec un corps dur le dépôt ainsi obtenu.

Pour l'argent, on se sert du cyanure d'argent, et pour les autres métaux, cobalt, nickel, plomb, etc., l'opération suit exactement la même marche.

C'est ainsi qu'on a obtenu à très-bon mar^ ché des couverts argentés qui ont toutes les qualités de l'argent, et qui peuvent toujours se réargenter après quelques années d'usage; qu'on a reproduit d'anciennes médailles, qu'on a vulgarisé l'usage des pendules et des candélabres en bronze et en zinc doré; qu'on a reproduit toutes les productions de la statuaire', figurines, fleurs, animaux, en un mot qu'on a mis à la portée d'un grand nombre de petites bourses à la fois l'utile et l'agréable.

On a même pu, par les mêmes moyens, reproduire les planches gravées soit sur acier soit sur cuivre.

Le plus Important des résultats de la galvanoplastie est évidemment dans la repro*

ductlon mènie des objets. Pour y arriver, oa^ forme le moule de l'objet à reproduire au moyen de plâtre ou gélatine, de cire, ou mieux de g^tta-percha qui. chauffée» prend avec une grande exactitude les formes de Tobjet; On rend ces corps conducteur» en appliquant avec un pinceau de la plombagine à leur surface; puis on attache ces moules aa pOJe négatif d'une pile, et on dépose le tout dims la (Ussolutionde sulfate decuivreou aiiftredont le métal doit se précipiter sur la mouleL Lonsh qu'on fait passer à Taide du fil positif le cour rant électrique, la déoomposâtion du sal«> fate de cuivre s'opère, le métal se porte: sur le moule négatif, et au bout de tn^s jouraà peu près la couche a pris Tépaisseur convenable. On détache le moule qui adhère peu au métal et Ton a une reproduction trë&h fidèle de Toriginal, selon U nature de la dlEh solution employée, en cuivre, eaai^geat^ en or, en platine, en zinc, en étala»

U est probable que, dans un temp9 donné»

Tancien système de couler dans, les moules par la fusion du métal, les statues, bas-re* liefs et autres grandes pièces^, sera remplacé par Tapplication économique dci la galvanoplastie» Déjà elle permet de domier à la sté* réotypie u&e durée pour siûsA diresans limites, en reproduisant les andenaes matrices des caractères rares, oui épuisés^ ou usés et les plaaches des épreuves daguerrieanes; enfin, elle permet la gravure directe des .

planches de cuivre ou d'acier, et la fabric»tion de toitures légères Impebaéables .etdbe vêtemeatff métalliques»

Dans les opérations de galvanoplastie, il est nne foule de soins et de pratiques délicates qui demanderaient de longs détails, et pour lesquels nous renverrons aux traités spécialement consacrés à ce svyet.

APPAREILS B'iNDUCnON

Uélectricîté développée à la surface seulement par le frottement abandonne facilement }es corps où elle a été développée ; il suffit que Tairsoit humide pour qu'elle y trouve une conductibilité' suffisante, il est donc difficile d-en obtenir des effets constants. Mais il en est autrement de rélectrîcité fournie par les piles» qui n'^a pas la môme propension à s'échapper des corps qu'elle traverse et qu'elle pénètre.

Aussi, cette électricité peut-elle se transmettre à distance avec une grande rapidité.

Courants d'induction. — Lorsqu'un courant passe dans un fil de cuivre, ce courant développe toujours dans un autre fil de cuivre, enroulé sur un carton près de lui, un. autre courant qu'on appelle induit et qui ne se manifeste que lorsque le courant commence et passe près de lui et quand il cesse; mais il est alors moins fort et dans un sens inverse comme s'il était le produit d'un mouvement en retour.

Lorsqu'on place au milieu du courant induit, ou du carton qui est recouvert du fil de cuivre, un morceau de fer doux, il s'y développe aussi des courants électriques induits qui augmentent la force du courant princinal.

Appareil Rhumkorff. — L'électrîcité de la pile voltaîque, grâce à ses réactions qui pro— duisent une grande tension dans les courants d'induction, peut donc être transformée en électricité statique. Mais il fallait pour cela que l'appareil d'induction pût recevoir,sans la perdre, l'électricité statique fournie par la réaction du courant voltaïque. Il était donc nécessaire d'isoler parfaitement les fils en les noyant dans de la gomme laque et en faisant arriver l'extrémité du fil induit sur des colonnes de verre plus isolantes que celles de bois. De plus, comme c'est la multipUcité des spires ou des tours des fils, et non leur longueur, qui augmente l'effet électrique, on a réduit les dimensions des appareils d'induction, sauf dans le sens de la longueur. Enfin pour que le circuit induit ait une trèsgrande résistance et par suite une grande tension, on choisit dès fils très-fins et trèslongs, de 8 à 10 kilomètres; puis on sgoute dans l'intérieur de l'hélice un faisceau de fils de fer ou un morceau de fer doux dont les courants magnétiques s'ajoutent et augmentent l'énergie totale.

Dans l'appareil Rhumkorff, le corps de la bobine est en carton mince et les bords recouverts en verre ou en bois receuverts d'une couche de gomme laque; sur cette bobine sont enroulées deux hélices métalliques isolées, l'une de gros fil de 2 miU, l'autre de fil fin u9 16. Les extrémités de ces hélices ressortent et vont s'attacher, ceux du gros fil sur des colonnes de cuivre,> ceux du fil fin sur des boutons placés sur des colonnes

pe verre. Toutes les fois qu'un courant inrect naît ou cesse dans le premier circuit, pn courant induit, inverse ou direct, se manifeste dans le second. On se sert, pour faire passer le courant, d'une pile dont les éléments n'ont pas besoin d'être très-nombreux pour que l'appareil ait une grande puissance. Tel est sommairement l'appareil Rhumkorff, qui, construit par un ancien ouvrier, a obtenu, en 1865, le grand prix de 50,000 fr., institué pour récompenser les découvertes scientifiques.

Quand on interpose entre le courant inducteur de l'appareil un condensateur métallique» on obtient des étincelles de deux centimètres d'étendue, qui traversent l'air en dards bruyants et crépitants, beaucoup plus intenses que les étincelles des anciennes machines électriques. Et comme le courant qui produit ces étincelles a pour source l'action chimique qui se produit dans la plie, la quantité d'électricité que la bobine d'induction de Rhumkorif peut donner est en quelque sorte illimitée, tandis qu'il n'était pas possible de maintenir toujours en frottement les disques des anciennes machines.

ElecCro-aimants à fils nus, — On a du reste, dans ces derniers temps, reconnu qu'on pouvait se dispenser d'entourer les fils des électro-aimants de leur enveloppe actuelle de fil de soie si dispendieux et que la puissance des électro-aimants n'en était pas diminuée et peut-être même en était accrue.

C'est un mécanicien, M. Carlier, qui a remarqué que l'enveloppe isolante, soie, coton.

gutta-pereha, dont on recouvrait le fil métallique des électro-aimants était assez peu utile. Il expérimenta donc des fils nus, non enveloppés ; rénergie des courants fut non-seulement égale, mais même quelquefois doublée, Téconomie qui en résulte est considérable, et Ton peut obtenir avec des organes plus petits les mêmes effets électro-magnétiques mais plus prompts. Enfin il n'y a pas d'extra-courant développé, pourvu que les couches de spires soient séparées par des enveloppes de papier, et que les bobines soient en bois ou en cuivre avec garniture isolante. Les contacta imparfaits des spires présentent une grande résistance dans Taxe de Thélice et les dérivations peu intenses mais nombreuses qui s'opèrent entre les spires juxtaposées, au lieu de nuire à la force, Taugmentent et superposent lès flux électriques forcés de passer par Thélice.

On a, du reste, des électro-aimants pesant 375 kil. et pouvant porter sept hommes à la fois.