DE LÀ TERRE EMPLOYÉE COMME CONDUCTEUR

ses extrémités doivent être égales et de signes contraires. Si nous mettons chacun des pôles en contact avec une sphère conductrice isolée, l'expérience démontre que, quel que soit le volume de ces sphères égales, chacune d'elles se met en équilibre de tension avec l'extrémité correspondante de l'électromoteur, dont elles deviennent les véritables surfaces polaires. Nécessairement alors il s'accomplit dans l'intérieur de la pile un travail générateur du flux d'électricité nécessaire pour opérer la charge de chacune des sphères. Les mouvements électriques s'exécutent avec une si grande vitesse, qu'avec des sphères d'un volume ordinaire, la charge parait se faire instantanément, et le flux électrique n'exerce aucune influence appréciable sur les appareils les plus délicats. Agrandissons par la pensée le diamètre de ces sphères ; la quantité d'électricité et le temps nécessaires pour opérer leur charge augmenteront avec leur étendue. Nous pouvons donc les concevoir d'un volume assez considérable pour que le mouvement électrique dirigé de la pile vers chacune d'elles ait une durée finie ; alors évidemment le flux électrique, quoique momentané, agira d'une manière sensible sur l'aiguille d'un galvanomètre placé sur son trajet. D'ailleurs la durée de la déviation de l'aiguille traduira la durée du flux d'électricité et augmentera en même temps que l'étendue des sphères additionnelles, puisque dans tous les cas elles doivent acquérir des tensions égales à celles des extrémités de la pile avant que les communications soient établies. Ces considérations, conséquences rigoureuses de la théorie de la pile voltaïque, nous conduisent à la conclusion suivante :

Si Ton met chacune des extrémités d'une pile isolée en communication avec un conducteur isolé dont le volume puisse être considéré comme infini par rapport à celui de rélectromoteur, le pôle cuivre fournira un véritable courant d'électricité positive, et le pôle zinc un courant d'électricité négative, qui dureront jusqu'à l'entier épuisement des métaux et des liquides actifs en présence ; tout se passera comme si la pile était fermée par un conducteur continu réunissant ses deux extrémités.

Hg.|!n.

Nous devons à M. Guillemin (1) une expérience fort ingénieuse, qui est une démonstration directe du principe précédent. — Soient (fig. 10) P une pile bien isolée, et G un condensateur isolé. Entre les deux on place un

(1) Comptes rendus de l'Acad. des sciences^ 1849, t. XXIX, p. 521.

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interrupteur à deux roues R, R', portées sur le même axe. Les lames métalliques fixées sur les jantes ont le même nombre de dents également espacées et disposées de manière que les intervalles d'interruption alternent d'une roue à Tautre. La garniture intérieure du condensateur G communique avec les ressorts v, xf par les fils Cy d; la garniture extérieure, avec le ressort r' par le fil f et d'une manière permanente avec le pôle négatif de la pile par le fil e; enfin le pôle positif de la pile communique avec le ressort r par le fil b ô, sur le trajet duquel est placé un galvanomètre G.

Quand l'interrupteur est en mouvement, la garniture intérieure du condensateur communique avec le pôle positif de la pile toutes les fois que le ressort r porte sur une dent métallique ; mais alors r' est sur un espace isolant, et les deux gîlrnitures sont isolées l'une de l'autre. Au contraire, quand r est sur un espace isolant, r' est sur une dent métallique; alors la garniture intérieure est isolée du pôle positif de la pile, mais elle communique librement avec la garniture extérieure à travers la roue R'. Il en résulte que, pendant la rotation de l'interrupteur, le condensateur G est alternativement chargé quand r porte sur une dent métallique, et déchargé quand r' appuie sur une dent métallique.

Bien qu'avec cette disposition, la pile ne soit jamais fermée, puisque la lame isolanteducondensateur est toujours placée entre les extrémités des fils polaires, néanmoins, quand on imprime à l'interrupteur un mouvement rapide de rotation, l'aiguille du galvanomètre G est influencée et traduit le passage d'un courant dirigé du pôle positif de

i!lO LIGNK TÉLÉGRAPHIQUE.

l'électromoteur à la garniture intérieure du condensateur. La déviation de l'aiguille augmente avec la vitesse de rotation; dans les expériences de M. Guillerain, elle a atteint 40 degrés. Pour obtenir le maximum d'effet, il faut conserver certains rapports entre l'étendue des garnitures du condensateur et les dimensions des couples de la pile. Quel que soit le fil sur le trajet duquel on place le galvanomètre , qu'on l'intercale dans le circuit de charge ô, c, e, ou dans le circuit de décharge rf, /*, la déviation de l'aiguille est la même pour une même vitesse de l'interrupteur, et le sens de cette déviation est tel que la disposition de l'expérience permet de le prévoir.

Tant que l'interrupteur est en mouvement, le circuit de charge é, c, e^ et le circuit de décharge d, /*, sont traversés par une série de flux instantanés d'électricité qui agissent sur l'aiguille du galvanomètre, et qui, lorsque la rotation est assez rapide, produisent l'effet de courants continus. — Les garnitures du condensateur, alternativement et très rapidement chargées et déchargées, jouent le rôle de conducteurs isolés d'étendue infinie^ mis en communication, l'un avec le pôle positif, l'autre avec le pôle négatif de la pile.

Chaque fois que le condensateur est chargé, un flux d'électricité marche du pôle positif de la pile à sa garniture intérieure ; mais avec des appareils de dimensions ordinaires, ce flux unique n'est pas suffisant pour vaincre le moment d'inertie de l'aiguille aimantée, et le galvanomètre n'accuse pas son passage. Avec des condensateurs de très grandes dimensions, le flux d'électricité nécessaire pour la charge agit d'une manière marquée sur l'aiguille

DE Là terre employée COMME CONDUCTEUR. Al

du galvanomètre; nous avons dit ailleurs (i) comment M. Faraday, expérimentant sur un câble qui représentait un condensateur à garniture intérieure de 800 mètres carrés de surface, a montré que la charge électrique tie ce câble exige assez d'électricité et assez de temps pour produire un courant capable d'imprimer une forte déviation à Taiguille du galvanomètre.

Supposons maintenant que l'extrémité d'un fil télégraphique étant reliée au pôle positif d'une pile, l'autre extrémité du fil et le pôle négatif de l'électromoteur communiquentavec desplaques métalliques^ de véritables électrodes, enfoncées en terre. L'électricité positive transmise par le fil télégraphique et la négative du pôle zinc de la pile passent de ces plaques métalliques aux couches adjacentes du sol, et se difllisent instantanément dans toutes les directions, sans produire autour d'elles un état de tension appréciable. Il n'est donc pas exact de dire que le courant, après avoir traversé le fil télégraphique, est ramené à la pile par la terre agissant comme un conducteyr ordinaire. Cette opinion ne serait soutenable que dans le cas où les points de contact des fils polaires avec le sol sont à très faible distance ; mais quand ces points de contact sont séparés par un grand nombre de kilomètres, les couches terrestres jouent réellement, par rapport aux pôles de l'électromoteur, le rôle de conducteurs de surface infinie qui absorbent l'électricité à mesure qu'elle est produite, maintiennent à zéro la tension des points des conducteurs qu'elles touchent, et permettent à la pile de

(I) Traité d'électricité, t. II, p. 84.

fonctionner jusqu'à rentier épuisement des métaux et des liquides actifs en présence. — La terre oppose ainsi à la propagation du courant deux espèces de résistances : Tune passive^ la résistance à la diffusion^ dont la valeur dépend de la nature du terrain et de retendue des surfaces de contact; l'autre active^ due à la polarisation des électrodes, suite inévitable de la décomposition des li(|uides dont le sol est imbibé. La somme de ces deux résistances, ou la résistance totale de la terre, varie nécessairement en sens inverse de retendue des plaques métalliques enfouies et de la conductibilité des couches environnantes, mais, pour une surface invariable de ces plaques et pour un sol de nature donnée, elle conserve évidemment une valeur constante et indépendante de la longueur de la ligne télégraphique. Ajoutons d'ailleurs que, quand les communications sont bien établies dans un terrain humide, ou mieux encore dans un cours d'eau naturel, la diffusion s'opère avec une extrême facilité, et la résistance de la terre est toujours très faible en comparaison de celle d'une ligne télégraphique d'-une certaine longueur.

Cependant, quelque minime qu'elle soit, l'expérience prouve que, sur les lignes de peu d'étendue, la résistance de la terre a une valeur sensible et appréciable. Mais, comme sa valeur reste constante, son influence doit diminuer à mesure que le circuit électro-dynamique s'allonge, et devient négligeable quand la distance des postes correspondants s'élève à une centaine de kilomètres. A l'appui de cette proposition, nous ne saurions mieux faire que de citer les résultats de trois séries d'expériences exécutées par M. Matteucci sur des lignes télégraphiques bien