CHAP. XIII. — TRAVAIL DK L ELECTRICITE

Les physiciens, au début des études voltaïques, définissaient un courant par son intensité.

Ampère, dans son Livre immortel, n'introduit pas d'autres données; il suppose constante l'intensité des courants mis en présence, sans se demander si les phénomènes qu'il étudie n'en provoquent pas le changement.

On a longtemps, par un oubli semblable, assimilé la vapeur à un gaz de température donnée. Le refroidissement, cependant, est la conséquence nécessaire du travail : la théorie le prévoit, l'expérience le constate ; les calculs qui n'en tiennent pas compte sont insuffisants et trompeurs.

Une même cause, le travail, refroidit la vapeur et affaiblit les courants. Si la vapeur, en se détendant, conservait, sans dépense de chaleur, une température invariable, sa puissance devenue infinie permettrait le mouvement perpétuel.

Si un courant, pendant qu'on le fait agir, conservait la même intensité sans exiger l'accroissement du travail qui le produit, une même machine servirait de moteur à des milliers d'ateliers successivement traversés par le courant qu'elle fait naître. On aurait en lui, comme dans la vapeur toujours chaude, une puissance infinie.

L'affaiblissement du courant est nécessaire; il faut en chercher les lois: elles ne dépendent pas de l'intensité seule; deux courants de même intensité, soumis aux mêmes épreuves, ne s'affaiblissent pas de la même manière et ne sont capables ni du même travail ni des mêmes effets.

Supposons deux fils identiques en apparence, introduits dans un même atelier : ils sont le siège de courants égaux; une même aiguille aimantée approchée de chacun des fils éprouve la même attraction; un même voltamètre, traversé par les deux courants, recueille, dans le même temps, le même volume d'hydrogène. Cette identité apparente peut cacher de grandes différences. Si l'on demande aux deux fils un même travail, il se pourra que l'un l'accomplisse sans effort et pendant un temps illimité, tandis qu'on verra l'autre s'affaiblir et s'éteindre sans commencer l'épreuve.

aj() THERMODYNAMIQUE.

L'étude du travail électrique révèle la cause de ces différences. I^uisque le travail qu'on lui demande affaiblit le courant, deux courants, pour être équivalents et de même énergie, doivent non seulement exercer les mêmes forces dans les mêmes circonstances, mais s'affaiblir suivant Ja même loi.

168. Un élément autre que l'intensité joue un rôle important. (lel élément est la tension, que souvent, aujourd'hui, on nomme le potentiel.

L'égalité des tensions sur la surface d'un conducteur chargé d'électricité statique est la condition de l'équilibre. Cette égalité s'établit, non graduellement et par échanges successifs, comme celle des températures, mais instantanément dès qu'elle est rendue possible.

Dans le fil conducteur d'un courant voltaïque, la tension varie d'un point à l'autre. La loi d'équilibre n'est pas pour cela en défaut. La différence des tensions disparaîtrait à l'instant si le fil était abandonné à lui-même.

Il faut, pour entretenir un courant, une action incessante. ()u'elle tire son origine d'une pile ou d'une machine, la différence de tension que cette action impose disparait à chaque instant, en vertu de la loi d'équilibre, et renaît sous l'influence qui persiste. C'est à cette condition qu'elle est continue.

La différence de tension maintenue entre deux points d'un fil est la cause d'un courant : on la nomme force électromoii'ice,

Lïntensité du courant ne dépend pas seulement de la force électromotrice : elle varie avec la résistance du fil et peut, pour une même force électromotrice, prendre toutes les valeurs possibles.

On a comparé un courant à un fleuve. La tension et l'intensité représentent assez exactement, l'un le niveau du fleuve, l'autre le débit.

Sans différence de niveau, l'eau est stagnante; elle forme, au lieu de fleuve, un bassin, un étang ou un lac.

CHAP. XIll. TRAVAIL DE L ÉLECTRICITÉ. 2^^

Sans différence de tension, l'électricité est statique; elle produit, au lieu de courant, un conducteur électrisé.

La différence de niveau détermine une pente.

La différence de tension détermine une force électroniotrice.

Le débit d'un fleuve, pour une différence donnée de niveau entre deux points, dépend de la distance de ces points, de la profondeur et de la largeur du lit et de la résistance opposée par le frottement.

L'intensité d'un courant, pour une différence donnée de tension, dépend de la longueur, de la section et de la résistance spécifique du fil qui les réunit.

Le débit d'un fleuve est le même en ses différents points tant qu'il ne reçoit pas d'affluents et ne se sépare pas en plusieurs branches.

L'intensité d'un courant est la même sur toute sa longueur tant que le fil conducteur est unique.

169. Si l'on nomme E la force électromotrice qui produit un courant, R la résistance du fil, I l'intensité (I est proportionnel à E et en raison inverse de R), les unités nommées le volt pour la tension, ïohm pour la résistance, Vampère pour l'intensité, sont tellement choisies que l'on a

La force éleclromotrice E est la différence des tensions extrêmes.

On voit comment deux courants de même intensité peuvent, dans les mêmes circonstances, jouer des rôles très différents. Les valeurs de E et de R peuvent être diminuées ou augmentées dans le même rapport : l'intensité ne changera pas, mais la stabilité sera bien différente. Toute action exercée par un courant fait naître une force électromotrice inverse qui se retranche de celle qui produit le courant.

Si les intensités égales de deux courants sont représentées par

'2yS THERMODYNAMIQUE.

les formules

un même phénomène étant produit par l'action de ces courants, la force électromotrice subira une même diminution \ les intensités, devenues inégales, auront pour expressions

Si, par exemple, E2 et R^ sont mille fois plus grands que Ei et R|, si X e§t égal à la moitié de E|, le premier courant s'affaiblira de moitié, et le second, sous la même influence, aura perdu :r^ de son intensité.

Un résultat analogue se produit si l'on accroît la résistance. En intercalant dans les deux conducteurs un même fil de résistance p, les deux intensités deviendront

El

Ti '

Hi-hp

E, K2-Hp'

Si p, par exemple, est égal à 9R1, le premier courant, par l'addition faite au conducteur, perdra les -^ de son intensité; le second perdra à peine -j-^ de la sienne. Deux fils de platine très fins, identiques l'un à l'autre, étant introduits dans ces courants de même intensité se trouveront dans des conditions très différentes.

Il peut arriver que l'un des fils devienne lumineux, tandis que le second courant, affaibli par l'autre fil, conserve à peine l'intensité suffisante pour Téchaufl^er de quelques degrés.

170. L'étude des courants confirme les idées de Mayer. La force dépensée est la. mesure de la puissance produite. Il faut,