EFFETS DES CONDENSATEURS. EXPERIENCES CLASSIQUES

975. Effets divers de l'électricité statique. — C'est avec les condensateurs, surtout les bouteilles de Leyde et les batteries, qu'on manifeste le mieux les effets de l'électricité statique. Ces effets sont très variés; on peut les diviser, suivant la nature des phénomènes qu'ils produisent, en effets physiologiques, lumineux, calorifiques, mécaniques et chimiques.

976. Effets physiologiques. — Les effets physiologiques sont ceux que l'électricité produit sur les êtres vivants ou même sur les animaux récemment tués. Ils consistent, chez les premiers, en une excitation violente de la sensibilité et de la contractilité des tissus organiques que la décharge traverse, et chez les derniers en contractions musculaires brusques qui simulent le retour à la vie. Il ne sera question, pour le moment, que des actions physiologiques exercées par l'électricité statique à forte tension; plus tard, nous décrirons les effets physiologiques de l'électricité à l'état dynamique.

Nous avons déjà parlé de la commotion que donne l'étincelle de la machine électrique. Cette commotion acquiert une bien plus grande intensité et un caractère particulier quand c'est de la bouteille de Leyde qu'on tire l'étincelle, en touchant d'une main son armature extérieure et de l'autre son armature intérieure. Avec une petite bouteille, la commotion se fait sentir jusque dans le coude; avec une bouteille d'un litre, on la ressent jusque dans l'épaule, et jusque dans la poitrine avec des bouteilles plus grandes.

La bouteille de Leyde peut donner simultanément la commotion électrique à un très grand nombre de personnes. Pour cela celles-ci doivent former la chaîne, c'est-à-dire se donner la main d'une manière continue; puis, la première touchant l'armature extérieure d'une bouteille chargée, et la dernière touchant en même temps le bouton de l'armature intérieure, toutes reçoivent simultanément la commotion, qu'on gradue à volonté en chargeant plus ou moins la bouteille. L'abbé Nollet donna ainsi la commotion à 500 hommes, qui la ressentirent en même temps, d'une manière violente, dans les bras et la poitrine. Dans cette expérience, à cause de la déperdition dans le sol, les hommes qui sont au milieu de la chaîne éprouvent une commotion moins vive que ceux qui sont rapprochés de la bouteille.

Avec les grandes bouteilles de Leyde et les batteries, la commotion ne peut plus être subie impunément. Priestley a tué des rats avec des batteries dont chaque armature avait une surface totale de 63 décimètres carrés, et des chats avec des armatures dont la surface était de 3 mètres carrés et demi.

977. Effets lumineux. — Œuf électrique. — La recomposition des deux électricités à forte tension s'opère toujours avec un dégagement de lumière plus ou moins intense : c'est ce qui arrive quand on tire des étincelles de la machine

EFFETS DES CONDENSATEURS

électrique, de la bouteille de Leyde et des batteries. L'éclat de la lumière est d'autant plus vif que les corps entre lesquels a lieu l'explosion sont meilleurs conducteurs, et sa couleur varie non seulement avec la nature de ces corps, mais avec l'atmosphère ambiante et la pression.

On étudie les effets de la pression plus ou moins forte de l'air sur l'éclat de la lumière électrique au moyen de Yœuf électrique. On nomme ainsi un globe de verre porté sur un pied de cuivre, dans lequel sont deux tiges de laiton terminées en boule (fig. 912). La tige inférieure glisse à frottement dans une boîte à cuir, de manière à pouvoir être rapprochée ou écartée à volonté. Le vide étant fait dans le globe, à 1 ou 2 millimètres, au moyen de la machine pneumatique, sur laquelle il peut se visser, on fait communiquer la

Fis. 912.

Fig. 913.

tige supérieure avec une forte machine électrique, et le pied avec le sol. Si l'on charge alors la machine, on observe, d'une boule à l'autre, une lumière purpurine peu intense et continue, due à la recomposition des électricités contraires. L'éclat augmente vers les extrémités, surtout vers la boule positive, et la boule négative ainsi que la tige qui la porte sont entourées d'une lumière violacée.

Si on laisse rentrer l'air peu à peu, la tension augmente avec la résistance, et la lumière, qui redevient blanche et brillante, n'apparaît plus que sous la forme d'étincelle. Cette expérience doit être faite dans l'obscurité.

978. Bouteille, tube et carreau étincelants. — On a imaginé de nom-

■LECTRICITÉ A L'ÉTAT STATIQUE.

breux appareils pour montrer les effets lumineux de l'électricité; tels sont la bouteille étincelante, le lube étincelant, le carreau magique.

La bouteille étincelante est une bouteille de Leyde dont l'armature extérieure est formée d'une couche de vernis sur laquelle on a répandu de la limaille de cuivre. Une bande d'étain, collée au bord inférieur de la bouteille, est en communication avec le sol au moyen d'une chaîne de métal (fig. 913); une seconde bande placée plus haut porte un appendice arrivant à 2 centimètres environ du crochet, qui est très recourbé. Cette bouteille étant suspendue «à la machine électrique, à mesure qu'elle se charge l'étincelle part entre le crochet et l'armature, et de longues et brillantes étincelles éclatent sur la limaille.

Le tube étincelant est formé d'un tube de verre d'un mètre de longueur en-

Fig. OU

viron, dans lequel on a collé une série de petites feuilles d'étain taillées en

forme de losange et disposées en hélice tout le long \ du tube, de manière à ne

laisser entre elles que des solutions de continuité fort petites. Aux extrémités sont deux viroles de cuivre avec crochet , communiquant avec les deux bouts de l'hélice. Si, tenant le tube par un bout, on présente l'autre à la machine électrique (fig, 914), des étincelles jaillissent simultanément à chaque solution de cou" tinuité, et produisent une traînée lumineuse très brillante, surtout dans l'obscurité.

Le carreau étincelant ou magique, fondé sur le même principe que le tube étincelant, se compose d'un carreau de verre ordinaire sur lequel est collée une bande y{tr «p. d'étain très étroite, se re-

pliant un grand nombre de fois parallèlement à ellemême, comme le montre le trait noir dans la figure 915. Sur cette bande d'étain

EFFETS DES CONDENSATEURS

on pratique, avec un instrument tranchant, des solutions de continuité très petites, disposées de manière à représenter un objet déterminé, par exemple un portique, une fleur, etc. ; puis, fixant le carreau entre deux colonnes de verre, on met l'extrémité supérieure de la bande d'étain presque en contact avec la machine électrique, et l'on fait communiquer l'autre extrémité avec le sol. Dès que la machine fonctionne, l'étincelle jaillit à chaque solution de continuité, et reproduit en traits de feu l'objet qu'on a figuré sur le verre.

979. Effets calorifiques. — Portraits électriques. — L'étincelle électrique n'est pas seulement lumineuse, elle est aussi une source de chaleur très intense.

En traversant les liquides combustibles, comme l'alcool, l'éther, elle les enflamme ; elle agit de même sur la poudre à canon, la résine pulvérisée, et fond même les métaux : mais alors il faut une batterie puissante.

Une bouteille de Lnyde ordinaire suffit pour enflammer l'alcool et l'éther. Pour cela, on prend un petit vase de verre dont le fond est traversé par une tige de cuivre à bouton, lixée à un pied de même métal (fig. 91G). Ayant versé le liquide dans le vase de manière que le bouton soit entièrement recouvert, on présente à celui-ci le crochet d'une bouteille de Leyde chargée, en ayant soin de faire communiquer le pied de cuivre avec l'armature extérieure au moyen d'un fil métallique. Ce iil et le pied du vase remplissant l'ofiicc d'excitateur, l'étincelle jaillit au

travers du liquide et l'enflamme. Avec l'éther, l'expérience réussit très bien: pour réiissirfacilement avec l'alcool, il faut d'avance chauffer un peu le liquide!

Fig. '916.

Fig. 917.

Lorsqu'on fait passer la décharge d'une batterie dans un fil de fer, il devient rouge blanc, fond et brûle avec une lumière éblouissante. Les fils de platine d'or, d'argent sont fondus et volatilisés. Van Marum, avec une forte machine à

deux plateaux et une puissante batterie, a fondu un fil de fer de 16 mètres de longueur.

Si l'on soumet à la décharge d'une batterie une feuille d'or isolée entre deux lames de verre ou entre deux rubans de soie, l'or est volatilisé, et l'on a pour résidu une poudre violette, qui n'est autre chose que de l'or très divisé. C'est ainsi qu'on obtient les portraits électriques.

Expérience du portrait de Franklin. — Une feuille do carton mince étant taillée comme on le voit enabm (fig. 917), on découpe à jour, en son milieu, le portrait qu'on veut reproduire ; puis on colle sur ses extrémités deux bandes d'étain a et b. Sur la découpure on pose une de ces feuilles d'or extrêmement minces que préparent les batteurs d'or, en ayant soin qu'elle déborde sur les deux feuilles d'étain; puis, après avoir rabattu la portion m du carton sur la feuille d'or, on place le tout sur une étoffe de soie blanche dans une presse de bois P. Il suffit alors de faire passer de a en b la décharge d'une batterie peu puissante pour que l'or volatilisé aille former sur la soie, àtravers la découpure, un dépôt brun qui en reproduit le dessin.

980. Thermomètre de Kinnersley. — Pour montrer l'effet calorifique de

l'étincelle électrique, on se x sert encore de l'appareil suivant, connu sous le nom de thermomètre de Kinnersley.

11 se compose d'un fort tube de verre mastiqué, à ses deux bouts, clans des garnitures de cuivre qui ferment hermétiquement et supportent deux conducteurs terminés en boule, l'un fixe, l'autre glissant dans une boite à cuir (fig. 918). Latéralement est un second tube ouvert à sa partie supérieure. Ayant dévissé la boite à cuir, on verse de l'eau dans le gros tube jusqu'à ce que le niveau se trouve un peu au-dessous de la boule inférieure; serrant alors la boîte à cuir, on fait passer la décharge d'une bouteille de Leyde entre les deux boules, en s*y prenant comme le montre le dessin.

L'eau, instantanément refoulée hors du gros tube, s'élève de 2 centimètres environ dans le petit ; d'où l'on conclut qu'il y a eu échauffement et dilatation de l'air dans le gros tube par le passage de l'étincelle; mais comme il y a en même temps un fort ébranlement dans la colonne d'air, l'appareil ne peut servir à mesurer réchauffement, et la dénomination de thermomètre qu'on lui donne n'est pas exacte.

981. Effets mécaniques. — Les effets mécaniques sont des déchirements, des ruptures, des expansions violentes, qui résultent, dans les corps peu conducteurs, *\\\ passage d'une forte décharge électrique. Le verre est percé; le bois, les pierres sont brisés j les gaz et les liquides sont fortement ébranlés.

liiniiiniHiiiiiiiiiiiiiii imtiHiiiHiHiiHiiiiiiiiiiil

Fig. 918.

EFFETS DES CONDENSATEURS

Les effets mécaniques de l'étincelle électrique se montrent au moyen de différents appareils classiques, qui sont le perce-verre et le perce-carte.

Expérience du perce-verre. — L'appareil se compose de deux colonnes de verre qui supportent, au moyen d'une traverse horizontale, un conducteur B? terminé en pointe (fig. 919). La lame de verre A, qu'il s'agit de percer, repose sur un cylindre de verre, dans lequel est un second conducteur, ainsi terminé en pointe. Celui-ci étant mis en communication, par un fil métallique, avec

Fig. 919.

l'armature extérieure d'une forte bouteille de Leyde, on approche le crochet de la bouteille du bouton qui termine le conducteur B. L'étincelle éclate alors entre les deux conducteurs, et le verre est percé. Toutefois cette expérience ne réussit avec une bouteille de Leyde un peu forte qu'autant que la lame de verre est mince; autrement il faut faire usage d'une batterie.

Expérience du perce-carte. — Le même appareil sert très bien de percecarte : il suffit de substituer une feuille de carton à la lame de verre employée précédemment.

982. Effets chimiques. — Les effets chimiques de l'électricité consistent en combinaisons et en décompositions produites sur le passage de l'étincelle électrique dans les corps qu'elle traverse. Ces effets paraissent dus à la haute température que fait naître le passage de l'élincelle. Par exemple, quand deux gaz sont mélangés à peu près dans le rapport suivant lequel se fait leur combinaison, une seule étincelle suffit pour la déterminer; mais si le mélange est loin de ce rapport, la combinaison exige une longue série d'étincelles. Priestley reconnut le premier que, lorsqu'on fait passer pendant longtemps des étincelles électriques au travers d'une quantité déterminée d'air atmosphérique, le volume d'air diminue, et de la teinture de tournesol, introduite dans le vase qui le contient, rougit. Cavendish, ayant répété cette ^expérience avec soin,

trouva qu'il se formait, en présence de l'eau ou des bases, de l'acide azotique résultant de la combinaison de l'oxygène et de l'azote de l'air.

Un grand nombre de gaz sont décomposés par l'action prolongée de l'étincelle électrique. L'hydrogène carboné, l'acide sul l'hydrique, l'ammoniaque, le sont complètement; l'acide carbonique ne l'est qu'en partie, en oxygène et en oxyde de carbone. L'étincelle des machines décompose même les oxydes, l'eau et les sels; mais l'électricité statique est loin de présenter des effets chimiques aussi énergiques et aussi variés que l'électricité dynamique.

983. Expérience du pistolet de Volta. — Le pistolet de Voila est un appareil qui sert à démontrer les effets chimiques de l'étincelle électrique. Il se compose d'un petit vase de fer-blanc (fig. 920), dans lequel on introduit un mélange détonant formé de 2 volumes d'hydrogène et de 1 volume d'oxygène;

Fig. 920.

Fig. 921.

puis on le ferme hermétiquement avec un bouchon de liège. Sur la paroi latérale est une tubulure dans laquelle passe une tige métallique terminée par deux petites boules A et B, et mastiquée dans un tube de verre, qui l'isole du reste de l'appareil. Tenant celui-ci à la main, on l'approche de la machine électrique (fig. 921). Le bouton A s'électrisant alors négativement par influence, et le bouton B positivement, l'étincelle part entre le bouton A et la machine, et, dans le même instant, une deuxième étincelle jaillit entre le bouton B et la paroi du vase qui communique avec le sol par la main. C'est cette dernière étincelle qui détermine la combinaison des deux gaz. Cette combinaison étant accompagnée d'un vif dégagement de chaleur, la vapeur d'eau qui prend naissance acquiert une force expansive telle, que le bouchon est projeté avec une détonation égale à celle d'un coup de pistolet.

L'eudiomètre, dont on se sort en chimie pour faire l'analyse des gaz. est une application du pistolet de Volta.