CHAPITRE XXXV

De l'Electrophore et du Condensateur .

5 ï. Alexandre Volta, de Pavic, celui des physiciens vivans qui s’est le plus occupé de l’électricité, a enrichi les appareils électriques de plusieurs instrumens très-remarquables, parmi lesquels se trouvent

l’électrophore et le condensateur (*). Ce qui caractérisé les découvertes de ce savant, c’est qu’aucune n’est due auhasard,et que toutes sont des fruits de l’étude et de l’application de la théorie.

De V Blectro pliure.

§ 2. Qu’on se représente un plateau circulaire de fer-blanc, entouré d’un rebord en saillie, mais peu élevé ; sa grandeur est trèsvariable : il y a de petits électrophores de quelque pouces de diamètre et de grands dont le diamètre est de 2 jusqu’à 5 pieds; le bord doit toujours être relativement très-bas, d’un huitième de pouce, à-peu-près, pour les petits électrophores, et d’un pouce environ pour les plus grands. Ce plateau se nomme la forme de rélectrophore.

liest rempli avec de la résine, de la poix, de la cire à cacheter, du soufre, ou une composition résineuse quelconque. On doit avoir soin que la masse qui le remplit, 11’ait aucune fente, et que la surface soit bien unie. Cette masse s’appelle le gâteau de V èlectrophore.

La troisième et dernière partie essentielle de l’instrument, s’appelle le couvercle : il consiste en un plateau circulaire dont le diamètre est plus petit que le diamètre de la forme , d’un huitième ou d’un dixième : il doit être d’une matière conductrice, et n’avoir aucun angle ni aucune proéminence. S’il est de fer-blanc, le bord doit être arrondi; mais il est difficile alors de le conserver parfaitement uni; et, par cette raison, il vaut mieux le faire de plusieurs cartons collés Lun sur l’autre, et recouverts avec du tain : on le suspend à trois cordons de soie, comme un plateau de balance; ou bien on y adapte au milieu un manche de verre : enfin il doit pouvoir être enlevé isolément.

§ 3. On excite l’électricité de cet instrument, eu frottant le gâteau avec une queue de renard, ou une peau de chat parfaitement sèche, qui lui donne l’électricité résineuse.

Les propriétés qui distinguent l’éleclrophore, se manifestent dans les phénomènes suivans :

i.° Si l’on place le couvercle sur le gâteau électrisé, l’électricité

(*) Quelques physiciens attribuent l’élcctrophorc à TVïlck, savant suédois , et le condensateur, à Æpinus.

DE L’ÉLECTRICITÉ. t./j'(i) * * * * * 7

sV conserve plusieurs jours, même plusieurs semaines. De lu vient le nom d’é lectrophore , c’est-à-dire, porteur d’ électricité.

2.0 Si l’on pose un électromètre sur le couvercle avant de le placer sur le gâteau, et qu’on l’approche peu-à-peu de celui-ci, les fils de l’électromètre s’éloignent à mesure qu’on avance vers le gâteau ; le couvercle est donc électrisé alors , et son électricité est la même que celle du gâteau. Mais si Ton enlève le couvercle sans l’avoir touché , les fils se rapprochent d’autant plus qu’on élève le couvercle davantage; enfin, lorsqu’il se trouve hors de la sphère d’activité du gâteau, toute trace d’électricité disparaît (i).

3.° Si l’on replace le couvercle sur le gâteau, et qu’on le touché avant de l’enlever, ou, ce qui est encore mieux, qu’on touche en

même temps, avec la même main , la forme et le couvercle, le doigt qui touche le couvercle reçoit une petite étincelle, et les fils del’électromètre se réunissent; de sorte que le couvercle ne paraît plus avoir aucune électricité : mais si on l’enlève alors par le manche isolant, les fils de l’électromètre s’écartent d’autant plus qu’on éloigne le couvercle davantage, jusqu’à ce qu’enfin , lorsqu’il est hors de la sphère d’activité du gâteau, ils conservent entre eux un certain éloignement : le couvercle est donc électrisé , mais de l’électricité contraire à celle du gâteau. Si l’on abaisse de nouveau le couvercle, les fils se rapprochent, et toute l’électricité semble avoir disparu quand il est posé sur le gâteau; mais si Ion touche le couvercle avant de l’abaisser, on reçoit une étincelle assez forte, qui lui enlève toute son électricité.

4«° On peut répéter cette expérience autant de fois qu’on veut,

(i) Lorsqu’on fait cette expérience, il ne faut pas laisser trop long-temps le plateau en contact avec le gâteau de l’électropliore , ou même clans sa sphère d’activité ; car comme l’électricité naturelle du plateau se trouve décomposée, et que la partie vitrée est seule retenue par l’attraction de la résine, tandis que la résineuse est repoussée , celle-ci a une tendance à s’échapper, c’est là ce qui fait diverger les fils de l’électromètre. Or, comme l’air qui environne le plateau ne

produit jamais un isolement parfait, une partie de cette électricité s’échappe

par ce moyen ; et quoique cet effet soit assez faible dans un instant très-court,

comme il est continuel, il augmente avec le temps, de manière que le plateau

finit par se trouver déchargé de son électricité résineuse, précisément comme si

on l’avait touché ; et l’on peut s’assurer de ses pertes successives par le rappro-

chement graduel des fils de l’électromètre.

Li,|S SIXIEME SECTION.

et tirer alternativement du couvercle des étincelles, tandis qu’il est élevé et tandis qu’il est sur le gâteau, sans que ce dernier perde rien de son électricité.

5 4- D’ap lès ce qui a été dit dans le chapitre précédent, sur la sphère d’activité électrique, ces phénomènes offrent peu de chose qui ait besoin d’une explication particulière. Le seul phénomène nouveau qu’on remarque ici , c’est qu’il ne se produit pas une vraie communication , mais une simple séparation de l’électricité, lorsqu’on pose le couvercle sur le gâteau. Nous avons déjà vu cependant (pag. 2 ig , § 12) que la forme des corps a une grande influence sur la communication de l’électricité, et que la communication est d’autant plus difficile, que le corps offre moins de pointes et d’angles saillans. L’électrophore nous apprend donc une nouvelle loi de la communication, c’est-à-dire, qu 1 entre deux surfaces planes dont Vune est conductrice et V autre non-conductrice de V électricité , il ne peut y avoir aucune co mmun ication .

Le reste est clair pour ceux qui comprennent les lois de la sphère d’activité (*).

§ 5. L’électrophore peut remplacer la machine électrique dans un grand nombre de cas ; car , lorsqu’il est une fois électrisé, il est, pour ainsi dire, une source inépuisable d’électricité; meme, avec son secours , on peut charger des bouteilles de Leyden, et leur donner, à volonté, l’une des deux électricités. Pour cela, on place deux bouteilles près de l’électrophore , et l’on fait communiquer la garniture extérieure de l’une avec le couvercle métallique : cette bouteille tire des étincelles du couvercle lorsqu’il est sur le gâteau; et l’autre bouteille

(*) Lorsqu’on pose le disque ou le couvercle sur le tableau de résine, son électricité vitrée est attirée vers le plateau de résine, et le fluide résineux est repoussé vers la surface supérieure du disque. Si l’on retire alors le disque sans l’avoir touché, ses deux fluides se recombinent , et il ne reste sur le disque aucune trace d’électricité. Mais si, pendant que le disque est posé sur le plateau de résine, on met sa surface supérieure en communication avec le réservoir commun, en la touchant avec la main , elle fournira une étincelle et elle laissera échapper du fluide résineux : le disque ne donnera plus alors aucun signe d’électricité, parce que son fluide vitré est dissimulé : mais si on écarte alors le disque métallique du plateau de résine, son électricité vitrée deviendra libre.

en tire de ce meme couvercle , quand il est enlevé : la première est donc par là chargée d’électricité résineuse, et la seconde d’électricité vitrée. On n’obtient cependant de fortes charges que lentement, du moins, si l’électrophore n’est pas très-grand.

$ 6. Nous devons encore rapporter un moyen facile d’accumuler l’électricité sur le gâteau. On charge une bouteille d’électricité, au moyen de l’électrophore ou de la machine, et on la pose sur le gâteau; cela fait, on la prend par le bouton, et l’on promène ainsi le fond de la bouteille sur l’électrophore : de cette manière, toute l’électricité vitrée de la bouteille passe peu-à-peu dans la main, et le gâteau prend aussi peu-à-peu toute l’électricité résineuse qu’elle retenait combinée, et son électricité en est augmentée.

§ r~. Parmi les expériences qui ne se font qu’avec l’électrophore, se trouve celle qu’on désigne sous le nom de figures de Lichtenberg . On charge deux bouteilles, l’une d’électricité vitrée, l’autre d’électricité résineuse ; on tient chacune d’elles par la garniture extérieure, et l’on dessine quelques traits sur le gâteau avec le bouton, après qu’on a enlevé toute autre électricité au gâteau, en le frottant et l’essuyant avec une toile de lin ; on le saupoudre ensuite de poudre line, par exemple, de soufre, de poudre de résine, de minium, etc., etc.; et les traits qu’on y a faits avec l une ou l’autre des électricités, se distinguent très-sensiblement par le moyen de ces poudres qui vont se ranger sur leurs contours.

§ 8. On peut voir dans les Dictionnaires de Physique de Gehler et de Fischer, et dans d’autres ouvrages plus étendus, les autres expériences qui se font avec l’électrophore : on en a fait dernièrement une ingénieuse application pour le Briquet électrique , instrument dont le premier et imparfait appareil est décrit dans les Dictionnaires de Physique cités, à l’article Lampe electrische. Je ne connais aucune description imprimée de sa nouvelle construction; ce qu’elle a d’essentiel, consiste en ce qu’une boîte est adaptée à l’électrophore, au-dessous de la machine, et qu’il n’est besoin que de tourner un seul robinet pour produire 1 inflammation. Ces briquets sont très-répandus à Berlin , et les meilleurs sont fabriqués par M. Elchner .

JD u Condensateur .

J 9. On a commencé, dans ces derniers temps, à faire des recher-

î5o SIXIEME SECTION.

ches très-instructives sur les faibles degrés d’électi ici té ? qui se manifestent dans un grand nombre de circonstances. Le physicien cpii veut appronfondir la science, doit donc connaître les instruirions qui peuvent servir pour ces recherches. On y emploie principalement , outre les électromètres très-sensibles, le condensateur de Volta , avec lequel les effets de l’électricité la plus faible, peuvent être observés.

$ i o. La construction du condensateur peut être variée de différentes manières ; mais elle est toujours extrêmement simple. Les parties essentielles sont le couvercle et la base. Le couvercle est disposé comme celui d’un électrophore ( pag. 2^6 $ 2 ) ; seulement il est ordinairement beaucoup plus petit ; il a environ 2 ou 5 pouces de diamètre ; il est convenable de le faire en métal, et de polir la surface inférieure. La base est un plateau d’un diamètre un peu plus grand : la matière qui le compose doit ne pas conduire l’électricité, ou, si l’on emploie une matière qui la conduise, elle doit être recouverte de quelque substance qui ne se laisse point pénétrer par l’électricité : ordinairement c’est un disque poli, couvert d’un taffetas ou d’une couche mince de vernis. On peut employer aussi, pour le même usage, une plaque de marbre très-sec et chauffe, un plateau de bois séché et couvert d’une légère couche de vernis, etc., etc.: mais puisque l’air est mauvais conducteur de l’électricité, on n’a besoin que de placer trois petites plaques de verre sur une table, pour servir de supports , et de mettre le couvercle dessus 3 la couche d’air qui est au-dessous, tient lieu de la base.

§ 11. Dans l’électrophore, le gâteau est électrisé; dans le condensateur, on communique immédiatement au couvercle, tandis qu’il est sur sa base, la faible électricité qui doit être examinée : tant qu’il est posé sur la base, il ne montre presque aucune électricité; mais si on l’élève, il agit sensiblement sur l’electromètre, et donne même des étincelles. On peut en faire l’expérience avec le petit reste d’électricité (jue conserve une bouteille après la décharge complète.

§ 12. La théorie du condensateur n’a aucune difficulté, d’après ce qui a été dit ci-dessus. Il n’y a aucune communication entre le couvercle et la base (pag. 248, $4)>Parconsc'(Iucnt ? l’électricité communiquée au couvercle forme une sphère d’activité: si l’on donne l’électricité vitrée au couvercle, elle neutralise jusqu’à un certain degré l’électricité résineuse contenue dans l’électricité naturelle de la

DE L 'ELECTRICITE. l5l

base, et, par une conséquence nécessaire, elle se trouve neutralisée elle-même à un degré égal. Ainsi , le couvercle reçoit par là , de même qu’une bouteille qu’on charge, la faculté d’accumuler plus d’électricité : il aspire donc toute l’électricité des corps qui lui sont présentés; mais cette électricité est dissimulée (*) entièrement ou en très-grande partie, tant que le disque supérieur est posé sur le plateau inférieur, et ce n’est qu’en l’enlevant, et lorsque la base est tout-à-fait hors de la sphère d activité du disque supérieur, que l’électricité de celui-ci se manifeste de la manière ordinaire.

On conçoit très-facilement comment cetinstrurnent, très-ingénieusement inventé pour la recherche des très-petits degrés d’électricité, peut avoir une application dans d’autres cas. ( Voyez l’article Condensator , dans les Dictionnaires de Physique de Gehler et de Fischer.)

ADDITION

« Il résulte d’expériences qu’on peut varier à volonté , que l’électricité se porte à la surface des corps conducteurs , et ne réside nullement dans leur intérieur ; l’expérience nous a encore appris qu’elle n’est retenue à cette surface que par la pression de l’air , et que c’est là le seul obstacle qui l’empêche d’abandonner le corps. Lorsque le corps conducteur est une sphère , la seule raison de symétrie veut que l’épaisseur de la couche électrique soit la même sur tous les points , ce qui est conforme aux expériences. Quand on accumule sur une sphère des quantités d’électricité, de plus en plus grandes, on peut supposer ou que les nouvelles couches se disposent sous les premières, ou bien que l’épaisseur restant la même, la densité du fluide augmente en chaque point. On a démontré par l’expérience que l’intensité d’électricité de chaque point d’une surface, croit ou décroît dans le même rapport que la quantité totale d’électricité répandue sur toute la surface.

On doit à Coulomb un grand nombre d’expériences faites au moyen de la balance électrique , sur le partage du fluide électrique entre des corps en contact

(*) Les quantités d’électricité qui peuvent exister ainsi , sans présenter des tensions proportionnelles, prennent la dénomination d’ électricités dissimulées , et il V a un grand nombre de cas dans lesquels il est nécessaire de donner lieu à de semblables accumulations, pour rendre sensible la présence de certaines électrités dont la tension est très-faible ; c’est à cet usage qu’est destiné le condensateur. On donne le nom de tension à la force répulsive des molécules d’un même fluide , force proportionnelle à la densité de ce fluide , ou au nombre des molécules accumulées dans un espace donne.

et sur la loi de la distribution de ce fluide sur les différons points du corps : ce physic ieri a fait voir que le partage de ce fluide entre deux corps en contact , ne dépend que de la forme de ces corps et nullement de leur nature. Ainsi, ce fluide se distribue également entre deux sphères de meme diamètre, de quelque nature qu’elles soient : si les surfaces sont inégales, et, pat' exemple , dans le rapport de 1 à i5, les quantités de fluide sont dans le rapport plus petit de i à x i : si Tun des globes restant le meme, le diamètre de l’autre diminue de plus en plus, le rapport des quantités de fluide , augmente suivant une progression toujours plus lente ; ensorte que les surfaces de deux globes étant, à-peu-près , dans le rapport de 23oo à i , le3 quantités respectives de fluide, sont dans le rapport de 2 à i, rapport qui peut être regardé comme la limite de la progression , en considérant le petit globe comme infiniment petit par rapport à l’autre. Coulomb a ensuite cherché la loi suivant laquelle le fluide électrique se distribuait sur les diflerens points des corps en contact. Lorsque deux globes électrisés de la meme manière se touchent, les molécules fluides, en vertu de la loi de répulsion, doivent se refouler de part et d’autre du point de contact , ensorte que la tension électrique soit nulle dans ce point et dans les parties environnantes, jusqu’à une certaine distance : ce physicien a observé que plus les globes sont inégaux, plus la tension électrique varie sur le petit, depuis le contact jusqu’à 1800, et que sur le gros , elle approche davantage de l’uniformité. Ayant mis en contact un globe de om,2i6 de diamètre avec un globe de om,o54 , il a trouvé que la tension électrique était insensible sur le petit globe , depuis le point de contact jusqu’à 3o°; qu’à 45° elle était le quart de celle qui avant lieu à 90°; que de 90° à 1800 , elle croissait dans le rapport de 10 à Dans le gros globe, la tension électrique était insensible jusqu’à 4° ou 5° seulement du contact; elle croissait ensuite seulement jusqu’à 3o° , et de là elle était à-peu-près uniforme jusqu’à 1800. Ayant mis en contact une série de petits globes égaux, Coulomb a trouvé, comme on prévoit, qu’il y avait égalité entre les tensions électriques des globes extrêmes, et , en général , entre celles des globes équidistans de ceux-ci : dans chaque globe extrême , la tension est plus grande que dans le précédent ; le décroissement est rapide du premier globe au second , du second au troisième; mais il devient ensuite plus lent jusqu’au milieu où la tension est zéro. Le même physicien mit une suite de globes égaux de oin,o54 de diamètre, en contact avec un globe de om,2 1 6, et il compara les tensions électriques des petits globes entre eux et avec le gros globe : il trouva dans une file de 24 petits globes , que la tension électrique du 24e était à celle du 23e dans le rapport de i,4o à 1 ; celle du 24e au 12e, dans le rapport de 1,7 à 1 ; celle du 24e au 2e, dans le rapport de 2,10 à 1 ; celle du 24e au i.er en contact avec le gros globe, dans le rapport de 3,^2 à 1 ; enfin du 24e petit globe- au gros , dans le rapport de 2,16 à 1. 11 a ensuite cherché de quelle manière le fluide électrique se distribuait sur diflerens points delà surface d’une cylindre libre et en contact avec un gros globe électrisé ; la tension , comme 011 le sait déjà , varie depuis

les extrémités jusqu’au milieu, à-peu-près dans le meme rapport que sur une suite de globes égaux. A mesure qu’on emploie des cylindres d’un plus petit diamètre, la tension électrique des points extrêmes, s’accroit par rapport à celle des points intermédiaires : enfin en employant un cylindre très-délié placé sur le gros globe électrisé, la tension du fluide à l’extrémité libre du cylindre, devient considérable , et elle peut le devenir à tel point que l’air ne soit plus capable de résister à la répulsion des molécules acccumulées : c’est ainsique Coulomb concevait le pouvoir des pointes pour lancer le fluide électrique dans l’atmosphère.

M. Poisson a soumis à l’analyse la distribution du fluide électrique à la surface des corps :.il résulte des recherches de ce géomètre, que le fluide électrique doit se tenir à la surface des corps et n’y former qu’une couche extrêmement mince. La surface extérieure de la couche électrique , est la même que celle des corps : la surface intérieure est nécessairement peu différente de l’autre et déterminée par la condition d’équilibre entre les forces répulsives des molécules. Dans une sphère, l’épaisseur de la couche est égale partout: dans un ellipsoïde, elle est plus grande aux extrémités du plus grand des trois axes : si l’ellipsoïde est trèsallongé , l’épaisseur delà couche électrique est très-considérable aux extrémités du grand axe. Le calcul prouve que la tension du fluide électrique , quelle que soit la forme du corps , est partout proportionnelle à l’épaisseur de la couche fluide , ou encore que la pression que le fluide exerce sur l’air, est proportionnelle au carré de la tension ou de l’épaisseur de la couche. M. Poisson s’est encore occupé de la distribution du fluide sur plusieurs corps électrisés soumis à leurs influence mutuelle : cette distribution est assujétie à un principe général qui a l’avantage de ramener toutes les questions de ce genre , à une condition mathématique (Mém, de l’Institut de France , année 1 8 1 1 .) »