CHAPITRE VI

ÉLEGTROSCOPES ET ÉLECTROMÈTRES.

939. Définitions. — On a vu (882) qu'on nomme électroscopes de petits appareils qui servent à reconnaître si un corps est électrisé et quelle est la nature de son électricité. Le pendule électrique, à une balle ou à deux balles, est le plus simple des électroscopes. On en a imaginé beaucoup d'autres ; nous ne décrirons, pour le moment, que l'électroscope à feuilles d'or. Quant aux électromètres , ce sont des appareils beaucoup plus sensibles, qui servent à mesurer les charges électriques des conducteurs, soit directement, et à l'état même de quantité d'électricité (balance de Coulomb), soit indirectement, et en fonction de leur potentiel (électromètre de Thomson).

940. Électroscope à feuilles d'or, ou à pailles. — Le plus simple et le plus classique dos électroscopes est V électroscope à feuilles d'or, ou électroscope à pailles .

Description de l'appareil, — Il consiste essentiellement en une tige de laiton verticale, terminée en haut par une boule C de même métal, et en bas par deux feuilles d'or battu n, n, très légères, ou par deux pailles très minces. Cette tige passe à frottement dans le bouchon d'une cloche de verre B (fig. 874), reposant sur un plateau de laiton ; cette cloche sert à la fois de support isolant et d'enveloppe protectrice pour l'instrument. Le goulot de la cloche, ainsi que sa partie supérieure, sont recouverts d'un vernis à la gomme laque pour compléter l'isolement de la lige métallique.

Opération et théorie. — Lorsqu'on approche lentement du bouton un corps chargé d'une électricité quelconque, négative par exemple, cette électricité décomposant par influence le fluide neutre du conducteur, l'électricité positive est attirée dans la boule, et l'électricité négative repoussée vers les feuilles d'or. Celles-ci, se trouvant ainsi chargées de la même électricité, se repoussent mutuellement, et. leur divergence prouve que le corps A est électrisé.

Pour reconnaître la nature de son électricité, on commence par charger l'électroscope avec le corps lui-même. Pour cela, tandis que l'instrument est sous l'influence du corps A, on touche la boule C avec le doigt : l'électricité de même nom est

alors repoussée dans le sol, et la boule reste chargée d'une électricité contraire à celle du corps (900). Les feuilles d'or retombent d'abord, toute l'électricité étant en C ; mais si l'on retire le doigt et ensuite le corps A, elles divergent de nouveau. Il reste à constater l'espèce d'électricité que conserve l'appareil. Pour cela, on approche lentement de la boule C un bâton de verre frotté avec de la laine. Si la divergence des feuilles d'or augmente, cela indique que l'électricité de l'électroscope est repoussée à la partie inférieure : d'où l'on conclut qu'elle est de même espèce que celle du verre, c'est-à-dire positive. Si la divergence diminue, c'est que l'électricité de l'appareil est attirée par celle du verre ; elle est donc de nom contraire, c'est-à-dire négative.

On arrive encore à reconnaître l'espèce d'électricité que possède un corps en chargeant d'abord l'électroscope d'une électricité connue. Si ensuite les feuilles d'or divergent quand on approche le corps, son électricité est de même nom que celle de l'électroscope.

Accessoires de l'instrument. — 1° Sur les parois intérieures de la cloche sont collées deux bandes d'étain a opposées l'une à l'autre et communiquant avec le sol par l'intermédiaire du plateau métallique. Elles ont pour effet d'augmenter la sensibilité de l'électroscope, en se chargeant par influence d'électricité contraire à celle des feuilles d'or.

2° Enfin, pour dessécher l'air sous la cloche, il est bon d'y placer une capsule contenant de la chaux vive ou toute autre matière avide d'eau.

941. Électromètre de Henley. — C'est une sorte de pendule électrique destiné à indiquer si une source d'électricité possède

Fie. s::.

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toujours la même charge. Il se compose d'une tige de bois d à laquelle est fixé un cadran d'ivoire c (fig. 875). Au centre de ce dernier est un axe autour duquel tourne une aiguille de baleine, terminée par une boule de moelle de sureau a. L'instrument est ordinairement vissé sur l'un des conducteurs d'une machine électrique (948) . A mesure que celle-ci se charge, l'aiguille diverge et elle monte jusqu'à ce que le maximum de charge soit atteint. Si l'on cesse alors de charger la machine, l'aiguille retombe rapidement dans l'air humide ; dans l'air sec elle ne retombe que lentement, ce qui indique que la déperdition est faible. 11 n'y a pas d'ailleurs de relation simple entre l'inclinaison du pendule et la valeur de la charge. C'est pourquoi l'appareil est improprement appelé électromètre : ce n'est qu'un électroscope.

942. Généralités sur les électromètres. — Les potentiels des conducteurs électrisés en équilibre se mesurent à l'aide d'instruments qu'on appelle électromètres. Ce sont, comme nous les avons définis plus haut, des appareils qui permettent de mesurer les charges électriques des conducteurs, soit directement, soit indirectement, par l'intermédiaire de leurs potentiels.

Balance de Coulomb. - Le premier électromètre précis fut la balance de Coulomb. Nous avons vu comment on l'emploie pour obtenir le rapport des densités électriques en deux points d'un conducteur, par la méthode dite du plan d'épreuve. Si l'on veut mesurer avec cet appareil le potentiel d'un corps électrisé, on relie par un fil long et fin la balle ûxe m de la balance (fig. 850) à un point quelconque du corps; le potentiel de la balle fixe, mesuré par sa charge, est égal au potentiel du corus étudié. On sait, en eilet, que si q est la charge commune donnée à la balle mobile n (celle qui est à l'extrémité de l'aiguille pn) et à la balle fixe, si / est la repulsion, mesurée par l'angle de torsion, et d la distance des centres, on a

d ou Ton déduit

<1 = à \ff.

Enfin, si r est le rayon de la balle et V le potentiel inconnu,