ETUDE EXPERIMENTALE ET THEORIE

961. Condensateurs. — On donne le nom général de condensateurs à des appareils qui servent à accumuler, sur des surfaces relativement petites, des quantités considérables d'électricité. Tout condensateur se compose essentiellement de deux corps conducteurs séparés par un corps isolant. Les divers condensateurs ne diffèrent entre eux que par la forme et les dimensions des conducteurs et de l'isolant. Le type de ces appareils est le condensateur à plateaux, d'iEpinus.

962. Condensateur dTEpinus. — 1° Description. — Cet appareil est formé de deux plateaux de laiton A etB (fig. 897), et d une lame de verre C qui les sépare. Ces plateaux, munis chacun d'un petit pendule électrique cà fil conducteur de chanvre, sont isolés sur

deux colonnes de verre, et les pieds de celles-ci peuvent être déplacés le long d'une règle qui leur%ert de support, de manière qu'on puisse écarter ou rapprocher à volonté les plateaux.

2° Charge. — Pour charger le condensateur, c'est-à-dire pour accumuler les deux électricités sur les plateaux conducteurs, on

Fig. 897

amène ceux-ci en contact avec la lame de verre (tig. 897); puis, au moyen de cordons métalliques, on fait communiquer l'un d'eux, B par exemple, avec une source d'électricité continue, et l'autre avec le sol. Le plateau B est alors appelé le collecteur, et le plateau A le condensateur.

Lorsque le pendule b du collecteur a atteint son maximum d'écart, le condensateur est chargé à refus ; on rompt alors les communications avec la machine et avec le sol, en enlevant les deux cordons métalliques. Le collecteur B est alors chargé positivement, comme la source, et le condenseur A négativement; mais le pendule A de ce dernier ne diverge pas : ce qu'on exprime en disant qu'il n'y a pas à' électricité libre sur le condenseur, ou qu'elle y est dissimulée. Nous démontrerons plus tard pourquoi l'électricité libre n'apparaît pas sur le plateau qui communique avec le sol.

5° Décharge. — Les plateaux étant en contact avec la lame isolante, et les chaînes étant enlevées, on peut décharger le conden-

sateur de deux manières, soit par une décharge lente, soit par une décharge instantanée.

Décharge lente. — On touche avec le doigt d'abord le collecteur B, et l'on en tire une étincelle : on remarque alors que le pendule b retombe, tandis que le pendule «, qui jusqu'alors était demeuré

vertical, se met à diverger (fig. 898). En touchant maintenant le plateau A, on en tire une deuxième étincelle : ce qui fait retomber a et diverger b. En continuant à toucher alternativement les deux plateaux, on peut obtenir une série, plus ou moins longue, d'étincelles de plus en plus faibles. La décharge ne s'opère ainsi que très lentement, et, si l'air est sec, elle exige plusieurs heures. Ce mode de décharge ne réussirait pas si l'on touchait d'abord le plateau A.

Décharge instantanée. — Lorsqu'on veut décharger instantanément le condensateur, on se sert d'un excitateur. On nomme ainsi un système de deux arcs de laiton, terminés par des boules de même métal et réunis par une charnière. Quand les arcs sont munis de manches isolants de verre (fig. 899), l'appareil prend le nom d'excitateur à manches de verre; s'il n'est pas muni de manches (fig. 902), on lui donne le nom d'excitateur simple. Pour faire usage de l'excitateur, on applique rime de ses boules sur un

des plateaux du condensateur, et on approche progressivement l'autre boule du second plateau; il jaillit alors une forte étincelle, qui provient de la recomposition des électricités contraires accumulées sur les deux faces du condensateur : c'est la décharge instantanée.

Remarque. — Si, au lieu de faire communiquer les plateaux du condensateur au moyen de l'excitateur, on touche d'une main un des plateaux, et de l'autre main le second plateau, la recomposition s'opère par les bras et par le corps de l'opérateur, qui ressent alors une commotion d'autant plus vive, que la surface du condensateur est plus grande et son potentiel plus élevé.

Décharges secondaires. — Toutefois, après cette première étincelle, le condensateur n'est jamais complètement déchargé ; car on peut encore, après un court intervalle, en tirer de la même manière une deuxième, une troisième étincelle, et même davantage, mais qui sont de plus en plus faibles. Ces décharges successives se désignent sous le nom de décharges secondaires.

Elles ont pour cause une électrisation par influence qui s'est développée lentement et à une faible profondeur sur les deux faces de l'isolant : lorsque les plateaux ont été déchargés une première fois, c'est l'électricité du verre qui les charge de nouveau.

4° Limite de la charge. — Nous démontrerons que la charge du condensateur est, toutes choses égales d'ailleurs, proportionnelle au potentiel de la source et à la surface des plateaux, et inversement proportionnelle à Vépaisseur de la lame isolante. Dans tous les cas, deux causes limitent la quantité d'électricité qui peut s'accumuler sur les faces du condensateur : 1° le potentiel sur le plateau collecteur finit par égaler celui de la source, et, à partir de ce moment, celle-ci ne peut plus céder d'électricité au condensateur; 2° la lame isolante placée entre les deux plateaux n'oppose à la recombinaison des deux électricités qu'une résistance limitée, et lorsque la tension des électricités l'emporte sur la résistance de cette lame, celle-ci est trouée, et les électricités contraires se réunissent.

963. Condensateur à lame d'air. — Cet appareil ne diffère du précédent que par la suppression du plateau de verre. La lame isolante est simplement constituée par la couche d'air interposée entre les deux plateaux métalliques.

964. Carreau fulminant. — Le carreau fulminant, dû à Franklin, est un condensateur plus simple que celui d'JEpinus, et plus propre à donner de vives étincelles et de fortes commotions.

Il est formé d'un carreau de verre ordinaire, entouré d'un cadre de bois, sur les faces duquel sont collées, en regard l'une de l'autre, deux feuilles d'étain. Ces feuilles laissent entre leurs bords et le cadre un intervalle de 6 centimètres environ ; elles ne communiquent pas entre elles, mais l'une d'elles

communique avec le cadre par un petit ruban d'étain qui se replie (fig. 900) de manière à être en contact avec un anneau auquel est suspendue une chaîne. Pour charger le carreau fulminant, on présente à la machine électrique la feuille d'étain isolée, c'est-à-dire celle qui ne communique pas au cadre. Comme l'autre est mise, par la chaîne, en communication avec le sol, les deux

Fig. 000.

feuilles se comportent comme les plateaux du condensateur d'/Epinus, et il s'accumule sur l'une et sur l'autre une grande quantité d'électricités contraires. Le carreau fulminant se décharge, comme le condensateur d'iEpinus, avec l'excitateur simple. Tenant le carreau à la main, on applique une des boules de l'excitateur sur l'extrémité de la petite bande d'étain qui appartient à la feuille inférieure; puis on approche l'autre boule de la feuille supérieure. Il jaillit alors une vive et bruyante étincelle, mais sans que l'expérimentateur ressente la moindre commotion, car la recomposition s'opère tout entière par l'arc métallique. Si, au contraire, tenant toujours l'appareil de la même manière, on touche en même temps les deux feuilles d'étain avec les mains, on reçoit une forte commotion, car la recomposition électrique s'opère alors par les bras et par le corps de l'opérateur.

965. Bouteille de Leyde. — La bouteille de Leyde est le plus ancien et le plus important des condensateurs. Elle est ainsi appelée du nom de la ville où elle fut inventée, en 1746, par Musschenbroek ou par son élève Cuneus. C'est Franklin qui en donna la théorie, en montrant que la bouteille de Leyde est, comme le carreau fulminant, un véritable condensateur.

Description. — Elle se compose d'un flacon de verre mince, dont la grandeur varie suivant la quantité d'électricité qu'on veut accumuler. L'intérieur est rempli de feuilles d'or battu ; sur la