CHAPITRE VII

Dégagement de l'électricité, principalement depuis 1820 jusqu'à l'époque

actuelle.

§ I. Dégagement de l'électricité dans les actions mécaniques.

Frottement. Les effets électriques de frottement, à peu près les seuls que l'on ait étudiés dans le siècle dernier avant la découverte de la pile, ont été depuis le sujet de recherches qui ont précisé beaucoup mieux qu'on ne l'avait fait auparavant, les conditions nécessaires à leur production; mais la quantité d'électricité qui de- \ ient libre étant bien faible, si on la compare à celle que produisent les actions chimiques, il en résulte que l'on a abandonné assez généralement cette source d'électricité, si ce n'est pour rechercher les lois et les effets de l'électricité de tension.

Canton (1) étudia le premier d'une manière spéciale les effets électriques dans le frottement de deux corps l'un contre l'autre, et montra que l'électrisation dépendait de l'état du corps frotté et du frottoir; Wilson (2), qui fit des observations du même genre, en tira celle conclusion importante, que, lorsqu'on frotte deux corps, le [►lus mou prend l'électricité négative. 'Wilke 2') observa également lesefffits électriques qui résultent du frottement dedeux corps. D'un autre coté, Symmer (3), en 1750, avait trouvé qu'en frottant l'un contre l'autre deux rubans de taffetas, l'un blanc, l'autre noir, le premier prenait l'électricité positive, le second l'électricité négative; niais Cigna(4), qui s'occupa du même sujet, lit des expériences plus complètes en variant l'état de la surface des rubans de soie frottés et la manière dont le frottement était exercé. Depuis cette époque plusieurs physiciens, et notamment Coulomb (5), se sont occupés de ce mode (l'électrisation : ce physicien, en frottant en croix l'un contre l'autre deux rubans de soie, blancs pris dans la même pièce,

observa que celui qui était frotté transversalement et dont les parties éprouvaient un frottement plus considérable, prenait l'électricité négative, l'autre l'électricité positive. 11 a pu déduire de ses expériences une conclusion analogue à celle tirée par Wilson , savoir, (pie , lorsque l'on frotte deux corps semblables l'un contre l'autre, celui qui s'échauffe le plus a une tendance à devenir négatif, et qu'eu général les corps dont les molécules peuvent vibrer plus facilement ont une aptitude marquée à prendre l'électricité négative.

M. Becquerel, qui a repris depuis les expériences de Coulomb, les a étendues, et est arrivé à la même conséquence.

11 s'introduit quelquefois dans les expériences de frottement une cuise d'erreur qui a été signalée par M. Delarive (6), et dont les expérimentateurs n'avaient pas tenu compte : lorsqu'on frotte l'un contre l'autre deux corps qui n'ont pas le même degré de dureté , l'un d'eux cède à l'autre une partie de sa substance , de sorte que, peu d'instants après, le frottement ne s'exerce plus entre deux corps différents, mais bien entre le corps le plus mou et la portion de ce corps qui a été déposée sur le plus dur. Les effets électriques sont alors complexes; c'est ce que M. Delarive a bien expliqué.

Les métaux, comme les corps non conducteurs, peuvent donner des effets électriques par leur frottement mutuel , soit des effets électriques de tension , soit des effets de courant appréciables à l'aide d'un multiplicateur. M. Becquerel (7), auquel sont dues ces recherches, pour trouver les effets de tension, projette l'un des deux métaux réduit en limailles sur une lame de métal tenue à la main, et recueille cette limaille sur un plateau de métal en communication avec un électroscope. Pour augmenter les effets, il imprime un mouvement rapide de rotation au disque de métal sur lequel la limaille est projetée. Il a trouvé, en opérant avec un grand nombre de substances, que les métaux ont une tendance d'autant plus grande à prendre l'électricité négative que la limaille est plus fine, que la température est plus élevée, et par conséquent que les particules des corps sont plus élastiques et peuvent vibrer plus facilement. Cependant les limailles des métaux oxydables et ces mêmes métaux sont positifs par rapport aux autres métaux.

M. Becquerel a également montré que, lorsque les métaux sont en lames, il suffit de mettre deux de ces lames en rapport avec un multiplicateur à lil court, et de les frotter légèrement l'une contre l'autre pour obtenir un courant; on tonne alors un tableau, dans equel les métaux les plus électro- négatifs sont en tète, et les

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métaux plus électro-positifs à la fin. A l'inspection de ce tableau , on reconnaît que la plupart des substances qui jouissent à peu près des mêmes propriétés physiques ou chimiques sont placées à côté les unes des autres.

L'effet produit est-il dû à la chaleur dégagée ou au simple ébranlement dos molécules'.' Il est possible que l'effet soit du à la seconde cause, car en général, un ébranlement moléculaire communiqué it un corps ne peut donner lieu qu'à une seule somme d'action qui se retrouve, soit en chaleur, soit en électricité, en sorte que, si l'un des effets physiques domine, l'autre naturellement est moins appréciable.

Peltier 8) a observé que le plus léger dérangement dans la position d'équilibre de quelques-unes des molécules d'un circuit métallique suffit pour déterminer la production d'un courant. Peut-être doiton rapporter à cette cause l'effet observé par M. Sullivan (9), et qui consiste eu ce que l'on peut obtenir un courant électrique dans un circuit fermé, où se trouve un fil de laiton et un fil de fer soudés par un de leurs bouts, en faisant vibrer. l'un des deux fils, de manière à produire un son. Krman a annoncé également que dans des couples thermo-électriques, dont on parlera dans le paragraphe suivant, si l'on exerce un frottement aux points de contact, on obtient un courant électrique, comme en chauffant la surface de jonction, même lorsque la température du circuit est déjà élevée.

Les corps réduits en poussière sont capables de s'électriser par leur frottement mutuel, comme cela se voit dans l'expérience où l'on produit les figures dites de Lichtemberg, ou figures électriques; on projette pour cela, à l'aide d'un souflet, un mélange de soufre et de minium réduits en poussière sur un gâteau de résine sur la surface duquel on a promené les deux garnitures d'une bouteille deLeyde préalablement chargée : les deux corps se séparent; le soufre, électrisé négativement, se transporte sur les parties touchées par la garniture chargée d'électricité positive, qui deviennent jaunes ; le minium électrisé positivement laisse une trace rouge sur celles qui se trouvent chargés négativement.

Cette expérience curieuse n'a pas été faite sous cette forme par Lichtemberg; ce physicien, en 1777 (10) . observa seulement que des poussières isolées, telles que la résine, se fixaient sur les parties electrisées à la surface de corps non conducteurs; Ueluc montra que des poussières métalliques projetées au travers d'étoffes se fixaient de la même manière ; mais c'est en 1788 (H) que M. de Villarsy

communiquait au mécanicien Bienvenu le moyen de colorer les figures en se servant d'un mélange de minium et de soufre projetés simultanément, substances qui se portaient chacune sur les parties électrisées différemment, comme on l'a dit plus haut. Depuis, ce sujet a attiré l'attention d'un certain nombre de physiciens, principalement en vue de manifester la production de figures par la manière dont les parties inégalement électrisées à la surface des corps non conducteurs condensent ou tixent les vapeurs et les poussières, et l'on a vu (page 88) que M. Riess en a fait usage pour trouver le sens de la décharge induite dans la production des couratits induits. Depuis cette époque, M. Boettger (12) a varié les couleurs des figures que l'on peut obtenir par le mélange de deux corps en poussière que l'on projette sur des gâteaux de résine différemment colorés et sur lesquels on a tracé des figures dont les parties sont différemment électrisées.

Les gaz mélangés de goutteleltesd'eau sont capables de manifester des effets analogues; si l'on a observé depuis longtemps que le gaz, en frappant rapidement un verre à vitre très-sec, le rendent électrique, cet effcln'a lieu qu'autant quele gaz est humide ou emporte avec lui des gouttelettes d'humidité ou des poussières très-ténues. C'est à une action du même genre que l'on doit rapporter les puissants effets produits par la vapeur mêlée de gouttelettes d'eau en sortant d'une chaudière. Le fait a été observé pour la première fois par il. Armstrong (13) en 1840, dans l'usine de Sigdille, près de Newcastle : il vit, non sans étonnement, qu'un jet dc\apeur, en sortant d'une chaudière à vapeur, produisait un dégagement d'électricité quelquefois très-considérable, et même plus fort que celui que l'on obtenait avec les machines électriques ordinaires. On a disposé depuis des chaudières dont les effets sont trèsénergiques , en les isolant convenablement à l'aide de pieds en verre, recevant la vapeur sur des conducteurs également isolés, et en élevant la pression intérieure jusqu'à 8 à 10 atmosphères. Dans cette action, la vapeur emporte l'électricité positive, et la chaudière retient l'électricité négative. L'électricité est produite par le frottement de la vapeur humide contre les parois de l'orifice, et les effets sont augmentés en disposant l'orifice de façon que le frottement ait lieu contre du bois dur, tel que du buis, et que la vapeur, avant de sortir, se refroidisse de façon à présenter un mélange de gouttelettes d'eau. Les phénomènes électriques manifestés dans ces circonstances sont les plus grands effets de tension que

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l'on ait obtenus jusqu'ici avec des machines électriques. M. Faraday (14) a montré que l'on obtenait des effets du même genre en substituant au courant de vapeur un courant d'air mêlé de poudres sèches.

Canton (15), qui a étudié avec soin les effets électriques résultant du frottement de deux corps, a montré qu'en frottant les tubes et les globes de verre des machines électriques, à l'aide d'amalgames de métaux altérables, on provoquait un plus grand dégagement d'électricité qu'avec d'autres matières placées sur les frottoirs ; c'est le premier physicien qui paraît avoir employé les amalgames comme substances excitatrices. Depuis, presque tous les physiciens en ont fait usage, non-seulement avec les anciens appareils, mais encore avec les machines à plateau de verres employées pour la première fois par Ramsden (16).

Wollaston (17) avait avancé que les amalgames n'agissaient en général que par l'oxydation que provoque le frottement dans l'air. Mais Gay-Lussac (18) a démontré que l'absence d'électricité dans les circonstances où Wollaston avait opéré était due à la présence de l'eau hygrométrique, contre laquelle il ne s'était pas mis en garde. M. Féclet, quia opéré successivement dans l'air, l'hydrogène et le gaz acide carbonique bien secs, en a déduit la même conséquence.

M. Edmond Becquerel (19) est arrivé à des conclusions analogues, en prouvant que, dans le frottement des plateaux de verre des machines ordinaires contre les différentes matières dont on enduit les coussins, il se produisait des effets électriques dépendant de l'état moléculaire des corps frottés, et non des modifications chimiques que ces corps subissaient; ainsi du charbon en poudre, des substances telles que du talc, de la plombagine et d'autres matières, donnent des effets électriques bien marqués, et dans ce cas l'on ne peut invoquer une autre cause pour le dégagement d'électricité qu'un ébranlement moléculaire.

En général les liquides ne permettent pas d'obtenir des effets électriques de tension dans leur frottement contre les solides, car ils mouillent la surface de ceux-ci, et le frottement s'exécute alors entre deux corps de même nature. Cependant , avec le mercure, qui ne mouille pas la plupart des substances, on obtient un dégagement d'électricité; l'emploi des amalgames le prouve, ainsi que l'expérience du baromètre lumineux d'Hauksbée (20). (Yoirpage 1.) C'est Lndolf le jeune (2l)en 1744. puis Al aman c-2 w 2), qui prouvèrent

que l'effet lumineux dans cette dernière expérience était dû au dégagement d'électricité produit par le frottement de mercure. Depuis, les travaux de Nollet, ceux de Dessaignes (23) et de M. Perego (23' \ ont parfaitement spécifié les diverses conditions physiques nécessaires à la production de l'électricité dans cette circonstance.

On peut observer la production de courants électriques dans le frottement des liquides autres que le mercure. M. E. Becquerel ( v 2i) a étudié d'une manière spéciale ces courants qui se manifestent entre les lames métalliques et les liquides lorsqu'il y a mouvement relatif entre eux. Il est parvenu à prouver que dans une foule de circonstances il se produit des effets dus à une action mécanique, n'ayant aucune origine chimique; tel est le frottement du platine, de l'or et du charbon sur des liquides qui ne les attaquent pas; ces substances, et au plus haut degré le charbon, prennent l'électricité négative et laissent la positive au liquide. Les métaux altérables, et en tète desquels on doit placer le zinc et le fer, donnent des actions du même genre, mais prennent l'électricité positive dans le mouvement relatif qui a lieu entre eux et le liquide. On peut citer à ce sujet cette expérience curieuse dans laquelle on peut former un élément de pile voltaïque avec deux lames de zinc, dont l'une est en mouvement dans un liquide conducteur et l'autre en repos; celle qui est en mouvement prend l'électricité positive. Si le liquide est remplacé par une pâte faite avec du charbon de cornue bien pulvérisé, le courant électrique développé est énergique. Si, les lames étant en rejpos. le liqnide est en mouvement, les effets sont les mêmes.

On doit ranger parmi les effets dus aux actions mécaniques les effets électriques qui se manifestent lorsque des gaz se dégagent des liquides ou des corps organisés. M. Becquerel (25), dans un Mémoire communiqué à l'Académie des sciences en 1856, a montré que, lorsque des gaz se dégageaient, il y avait frottement contrôles liquides, et par suite dégagement d'électricité. C'est probablement à cette cause que l'on doit rapporter les effets obtenus par Lavoisier, Laplace et de Desaussure, cités page 1 3, et considérés par eux comme des effets d'électricité dus aux actions chimiques.

M. Becquerel a encore observé les faits suivants : Lorsque l'on projette dans une capsule de platine, parfaitement propre et suffisamment chauffée , quelques gouttes d'eau distillée, de manière à ce que lévaporation soit immédiate , la capsule devient négative, et la vapeur recueillie est positive. Cet effet , qui est beaucoup plus