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plus petites sont obtenues automatiquement au moyen d'un pendule de torsion et de contacts à mercure. Ces expériences ont donné les lois suivantes :
1° La charge absorbée entre 0 et o +{ par un condensateur qui ne fuit pas et qui s’est longuement reposé est identique au résidu rendu libre. entre 6 et 6 + £ sur le même condensateur, précédemment chargé pendant un temps indéfini et par la même pile.
2° La charge absorbée ou résiduelle est rigoureusement proportionnelle à la force électromotrice de la pile de charge.
3 Les charges résiduelles au sein d’un même condensateur ne sont pas proportionnelles aux capacités.
Il résulte de ce défaut de proportionnalité que les subdivisions d'un condensateur commercial en mica ne peuvent, en général, être considérées comme proportionnelles à leurs valeurs nominales que pour une seule durée de charge ou de décharge.
4° Le résidu d'un condensateur qui ne fuit pas est égal à la somme des résidus de ses subdivisions.
La vérification de cette loi établit que, dans les condensateurs commerciaux, la réaction des charges d'une subdivision sur les charges d’une autre subdivision est toujours négligeable,
Les résidus entre 6 et 6 + { d'un microfarad Carpentier emplcyé dans ces expériences et de ses subdivisions ont pu être représentés, à partir de 95 de seconde, par la formule empirique :
R Te a [+ 0 0]
L'exposant e — 0,09 ; À varie d'une subdivision à une autre.
Les formules relatives au résidu ne sont applicables aux courtes durées qu’à la condition expresse d'employer une pile impolarisable de résistance très faible et d'opérer toujours en court circuit. Si l’on introduit dans le circuit une résistance métallique un peu considérable, on obtient pour les résidus des nombres trop forts, et cela pour des valeurs de la résistance d'autant plus petites que 6 est lui-même plus court.
M. Bouty a déterminé ensuite la constante diélectrique du mica, sur des échantillons employés par M. Carpentier pour la construction de ses éta-
lons, en se servant des mêmes méthodes. La lame étudiée, argentée sur ses deux faces, est disposée en cascade avec le condensateur étalon, de capacité 4, dans le circuit d’une pile constante, de force électromotrice E, et l’on ferme le circuit pendant un temps {. Soit C la capacité du condensateur formé par la lame étudiée, X la différence de potentiel de ses armatures, y celle des armatures du microfarad ; on a
X+y—E COX == 7
D'où
C étant très petit par rapport à l'umité, y est très petit par rapport à E ; au degré d'approximation des expériences, on peut en général prendre
Pour mesurer C, il suffit donc de décharger le microfarad sur l’électromètre. On lit le déplacement n du mercure et, par le coefficient de proportionnalité, on en conclut la valeur de y et par suite de C.
La moyenne des expériences a donné pour la constante du mica, dans la direction perpendiculaire aux plans de clivage, la valeur 7,98.
On sait que, dans les étalons commerciaux, les lames de mica sont armées de feuilles d’étain qu'on fait adhérer sur leurs deux faces par une couche mince de vernis à la gomme laque. M. Bouty a signalé l’inconvénient de cette méthode, qui introduit de part et d'autre du mica une couche d’air dont l'influence n’est pas négligeable, à cause de ja valeur élevée du pouvoir inducteur du mica. En employant des lames de mica argenté, on peut diminuer beaucoup le poids, le volume et le prix de revient de ces étalons.
M. Bouty étudie également l'influence de la température sur la constante diélectrique et le résidu jusqu’à 400°. Jusqu'à 200° environ, on constate légalité à peu près parfaite des courants de charge et de décharge. Au delà, cette égalité ne subsiste pas, c'est-à-dire que le condensateur fuit et que la lame est devenue conductrice, soit par sa surface, soit à travers son épaisseur, soit des deux manières. Il est difficile
= ie de se prononcer sur la conductibilité à travers la masse, mais il est certain que la conductibilité superficielle est largement prépondérante.
De 15° à 300°, la constante diélectrique du mica ne varie pas de E de sa valeur. On voit du reste que la valeur de cette constante est beaucoup trop grande pour satisfaire à la loi de Maxwell.
On sait enfin que beaucoup de corps, isolants à froid, deviennent des électrolytes à une température suffisamment élevée. M. Bouty ‘ a cherché, au moyen des mêmes méthodes, comment s'opère cette transition et s’il y a, à partir d’une certaine température, coexistence du pouvoir diélectrique et de la conductibilité électrolytique.
Pour les liquides, la constante diélectrique change peu avec l'échantillon, tandis que la résistance spécifique peut varier dans des limites assez larges. Quand on élève la température, la constante demeure sensiblement invariable et la résistance spécifique diminue rapidement, Les expériences ont aussi porté sur la glace et sur les sels solides. M. Bouty a été conduit à admettre comme vraisemblable que, si les expériences pouvaient être étendues aux électrolytes ordinaires, elles fourniraient des résultats analogues et donneraient des valeurs finies de z. La distinction entre les diélectriques et les électrolytes résiderait donc uniquement dans l’ordre de grandeur de leur conductibilité. « Si l’on veut se former une image de la manière dont l'électricité agit dans ces expériences, on peut recourir à rhypothèse de Grotthuss. Quand deux plaques métalliques, plongées au sein de la masse polarisable et électrolytique, sont portées à une certaine différence de potentiel, les molécules de la masse recoivent une orientation déterminée, ce qui n’exige qu'un temps très court et constitue la polarisation diélectrique ; cette polarisation a pour effet l'écoulement sur les électrodes de la charge diélectrique CE. Ensuite, les chaînes électrolytiques se rompent, si toutefois elles en sont suscertibles, et le transport aux électrodes des ions libres est accompagné
, ., "A , E de l'écoulement, à travers l'auge, d’une quantité d'électricité = £.»
Mesure de la constante diélectrique des gaz et des vapeurs.— En 1874, M. Boltzmann *?, dont nous avons résumé déjà les recherches relatives
1. Ann. de chimie, 6* série, t. XXVII, p. 62, 1892 ; Journ. de Phys., 1892, p. 445. 2, Wien. Sitz., vol. LXIX, part. II, p. 795; Pogg. Ann., t. CLV, p. 403; Journ. de Phys., L'IVSin. 221.1et L'AVe: D. 28:
M aux solides, réussit à découvrir et à mesurer des différences dans la capacité inductive des divers gaz. Il se servait d’un électromètr», et d’un condensateur placé dans une cloche où l’on pouvait introduire les gaz et faire varier la pression.
Le condensateur était formé de deux plateaux horizontaux parallèles À et B, protégés, par d'autres plateaux disposés au-dessus el au-dessous d'eux, contre toute chateur développée par le frottement à l'entrée des gaz. Les plateaux A et B étaient fixés par de petits blocs de gomme laque aux plateaux protecteurs, qui étaient reliés à la terre. Une boîte en laiton mince entourait cet appareil et le protégeait contre toute action électrique extérieure. Une cloche de verre formait la dernière enveloppe: elle était munie à la partie inférieure d'un tuyau communiquant avec un manomètre et permettant de faire le vide ou d'introduire les gaz, Deux fils, traversant des tampons de gomme laque fixés au dôme de la cloche, servaient à charger le condensateur.
Au commencement d’une expérience, le plateau inférieur A est relié à la terre et à l’électromètre, le plateau B au pôle positif d’une pile de 300 éléments Daniell. L’électromètre n’est pas dévié. On supprime la communication avec la terre, et l'on ajoute 1 Daniell aux 300 éléments; on a une déviation positive +$;en enlevant cel élément, l'aiguille revient au zéro. Si l'on modifie alors la nature ou la pression du gaz qui sépare les deux armatures, on obtient une nouvelle déviation «, positive ou négative, suivant que le pouvoir inducteur du milieu a augmenté ou diminué.
Soit p le potentiel dû à un seul élément Daniell, 2, et X, la capacité inductive du milieu au commencement & à la fin: le potentiel varie, du
commencement à la fin, dans le NE . Pour le plateau B, il était
d’abord 300 p ; il devient 300 p. à .Ha aps varié de
Un 300 » f le 1} variation qui cause une déviation «. | Les déviations étant proportionnelles aux variations de potentiel,on a
MR “ BU A ODIEU
= 3 — * M. Boltzmann s'est assuré d'abord que les plateaux ne sont pas électrisés par le frottement de l'air; il a constaté aussi que, pour des pressions comprises entre 760 et 3 mm. l'isolement des plateaux peut être considéré comme parfait. Au-dessous de cette pression, l'électricité passe par décharge disruptive.
Il a constaté ensuite que la capacité inductive d'un mème gaz croît proportionnellement aux pressions H et peut être représentée par
R = Ro(1 + 2):
k, est la valeur qui correspond au vide parfait: c’est l’unité par définition.
Enfin M. Boltzmann a comparé ses résultats pour les différents gaz à Oo et sous la pression 760 avec les indices de réfraction; la loi de Maxwell paraît vérifiée.
Ea 1877, MM. Ayrtonet Perry‘, sans avoir connaissance des recherches précédentes, mesurèrent aussi la constante diélectrique des gaz.
Ils se servaient d'un condensateur fermé, qu'on remplissait successivement d’air à la température et à la pression ordinaires, puis d’un autre gaz, et ils déterminaient dans chaque cas le rapport de sa capacité à celle d'un condensateur ouvert à lame d'air. Le rapport des capacités du condensateur fermé dans les deux cas faisait connaître la constante diélectrique du gaz.
Le condensateur ouvert était formé d’un plateau posé sur un pilier de pierre, et d’un autre, soutenu à une petite distance au-dessus du premier par trois vis calantes en ébonite. Le condensateur fermé consistait en une boîte renfermant 11 plaques parallèles : les plaques impaires étaient reliées à la boîte, les autres à un fil sortant à travers un long tube de verre qui soutenait l'appareil; un tube latéral communiquait avec une pompe à mercure.
La comparaison des deux appareils se faisait de la manière suivante. L'une des armatures de chaque condensateur était à la terre. A l’aide d’une clef à inversion, on faisait communiquer d’abord l’autre armature du condensateur fermé avec le pôle positif d’une pile de 87 éléments
1, Mém. Lu à la Soc. Asiat. du Japon, Yokohama, 18 avril 1877.
UD
Daniell dont l’autre pôle était réuni au sol, puis on rehait le pôle positif au sol et le pôle négatif au condensateur ouvert. Ces deux appareils étaient ainsi chargés à des potentiels égaux et contraires. Ils étaient ensuite détachés de la pile et mis simultanément en communication avec l’une des paires de quadrants d’un électromètre, dont l’autre était à la terre. Si les deux condensateurs ont des capacités inégales, on observe une déviation « dont le signe et la grandeur dépendent de la différence des capacités.
La pile étant trop forte pour qu'on püt relier directement ses deux pôles à l'électromètre, on les réunissait par une résistance de 10000 unités, et l’on faisait communiquer avec l’électromètre un des pôles de
la pile et un point du circuit situé par exemple à & de sa longueur à
partir de ce pôle. Si l’on observe alors une déviation $, on aurait, en prenant les deux pôles, une déviation 100 6. Soit C la capacité du condensateur fermé, C’ celle du condensateur ouvert, on a
100 B. CG — 100 B.C' — «x (C + C'); d'où C __100B+ «
On refait une autre expérience en remplissant le condensateur fermé d'un autre gaz, et l’on a une nouvelle valeur = .Lerapportdes pouvoirs
inducteurs est égal au rapport de ces deux expressions.
En 1881, un Comité composé de MM. Ayrton, Lodge, Gordon et Perry, mesura * les variations de la capacité inductive ‘de l'air avec sa pression. Un condensateur à lame d’air À était comparé avec un condensateur à glissement B, qu’on amenait à avoir même capacité.
Le condensateur À était formé de cinq cylindres concentriques en alu-
minium, distants d'environ +de centim. et longs de 39, 3 centim. Les
trois cylindres impairs communiquaient ensemble et formaient l’une des armatures, les deux cylindres pairs, formaient l'autre. L'appareil était enfermé dans un tube de verre de 58,5 cm. de longueur et de 5,5 cm. de
1. Preliminary Report of the Committee, ete., Londres, 1881 ; Journ.de Phys., t.X, Ja SAIS
L—diamètre, relié à une trompe de Sprengel qui donnait un vide de 0,001 mm. de mercure.
Les deux condensateurs étaient placés dans les deux branches consécutives d’un pont de Wheatstone, dont les autres branches avaient des résistances égales. Le galvanomètre était remplacé par un téléphone. Le courant, produit par deux ou trois éléments Grove, était interrompu périodiquement.
Le Comité a constaté que la capacité du condensateur A diminuait de 0,006 à 0,008 de sa valeur en passant de la pression atmosphérique à 0,001 mm., tandis qu'elle diminuait seulement de 0,001 quand on ne descendait qu'à à mm.
M. Klemencic' a mesuré en 1885 la constante diélectrique d’un certain nombre de gaz et de vapeurs. Un condensateur, formé de trente plateaux de laiton superposés et séparés par de petits morceaux d'ébonite, était placé sous une cloche qu'on remplissait de gaz à une pression connue. On se servait d'un diapason de 64 vibrations pour charger le condensateur à l’aide du courant d'une pile et pour faire passer la décharge dans un galvanomètre.
Pour une certaine capacité du condensateur, on ramenait l'aiguille du galvanomètre au zéro en y faisant passer en sens inverse le courant d’une pile. Si on changeait ensuite la nature ou la densité du gaz contenu dans la cloche, la compensation n'avait plus lieu, et l'on mesurait la déviation.
Un certain nombre de résultats vérifient d'une façon suffisante la loi de Maxwell; pour d’autres corps, tels que l'acide sulfureux, l'éther, le chloro-éthyle et le brométhyle, la constante diélectrique trouvée n'est pas comparable à l'indice de réfraction.
Enfin, M. Lebedew * a mesuré les constantes diélectriques des vapeurs de divers liquides, benzine, tolnène, éther, alcools méthylique et éthylique, etc. Il compare, par la méthode d'Hopkinson, les capacités de deux condensateurs, dont l’un a toujours pour diélectrique l’air et l'autre successivement l’air ou la vapeur de ces liquides. Pour éviter toute condensation, le second appareil, maintenu par une enveloppe de vapeur à une
1. Bull. de l’Acad. de Vienne, 1885, p. 72; Journ. de Phys., 2e série, t, V, p. 238. 2. Wied. Ann,,t. XLIV, p. 288, 1891 ; Journ. de Phys., 1892, p. 81,
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température déterminée, est parcouru par un lent courant de vapeur sèche du liquide en expérience.
La constante diélectrique À de Pair étant, d'après Boltzmann et Klemencic, 4,00059 à Ov et 76 cm., on trouve, en considérant la valeur de l'expression 4—41 comme proportionnelle à la densité du gaz, la valeur de k pour les différentes températures.
Expériences relatives aux autres propriétés des diélectriques. — Les travaux que nous avons Cités jusqu'ici se rapportent tous plus ou moins directement à la mesure de la capacité inductive spécifique. Un certain nombre d’autres mémoires sont relatifs aux autres propriétés des diélectriques ou à la théorie de ces corps ; nous allons les résumer en essayant de grouper ensemble ceux qui présentent une certaine analogie.
M. Righi‘ a fait de 1873 à 1882 un grand nombre d'expériences, dont les dernières avec M. Villari, sur la charge des diélectriques fixes et en mouvement, avec applications à la théorie des condensateurs, des électrophores et des machines à induction. Ces expériences sont trop nombreuses et trop peu liées pour qu'il soit possible de les résumer. L'auteur a cherché à montrer que les phénomènes des condensateurs s'expliquent parfaitement en admettant la polarisation de la lame isolante?.
M. Villari a étudié* aussi les effets de la lame isolante dans les condensateurs et les résidus.
M. Dieterici a observé “ la formation des résidus dans la paraffine, dans le but de vérifier la théorie des diélectriques de Clausius. Il plaçait une lame mince de paraffine sur un plateau horizontal en communication permanente avec le sol.
Le plateau supérieur de ce condensateur était chargé par une pile de petits daniells secs de Beetz. Une disposition assez compliquée permettait d'interrompre la charge à un certain moment, de décharger l'appareil, puis de relier le plateau supérieur avec un électromètre de Kirchhof,
4. Aug. Righi, Nuovo Cim., avril, mai et juin 1873 ; 2 série, t. XIII, 1875, p. 203-2926; t. XIV, p. 132; t. XV, 1876, p. 6-34 et 97-116 ; Villari et Righi, 5bid., 3° série, t. XI, 1882, p. 42-445 Journ. de Phys., t. II, p. 406; t. V, p.135 et p. 189; t. VI, p. 227 ; 2° série, t. II, p. 522,
