CHAPITRE PREMIER

GèaràiiU élietrk|a«i àfià inx ictidfli chiliii<|«ieft. lMlicip«« deê piieâ.

bans le tivre précédent il ii'a été question que des phénomènes que rélectricité pl^sènte lorsqu'elle est en équilibre à là surface dés corpg où à rétat statique; oh a vu que lors^tu^eUé se transhiet d'un (XlHrpâ à un autre au moment du passage dahé l^âir^ il se jprodiiit une étincelle; mais quand ce passage a lieu au travers deé solides et dés liquides^ on observe d^autres effets; ce sont précitômetti bes effets que nous allons étudier dans ce livre.

Quand rélectricité chemine ainsi dans les corps y elle èât dite m mouvement ou à Tétat dynamique; elle donne lieu alors aux SUranU électriques. Les différences qui existent dans les états d'équilibre et de mouvement de Péleclricité proviennent de ce que dans les phénomènes dépendant de Télectricité statique les électricités peuvent s^accumuler sur les corps et acquérir une certaine tension , tandis que dans ceux dont il va être question elles cheminent continuellement au travers des conducteurs , ne s'accumulent pas isur leur surface , de sorte que leur tension est infiniment plus faible.

On n'étudie pas les actions des courants avec les machines électriques précédemment 'décrites, la quantité d'électricité qu'elles fourniraient ne serait pas assez considérable. On fait usage d'appareils fondés sur les effets dopt nous allons parler.

PFiRlVOMËl^ÈS GEivéiiiiix.

FlîT. 30.

bii adapte une tige métallique horizontale CD au plateau inférieur d'un éleclromètre condensateur à feuilles d'or CG , et on terthiiie cette tige par un anneau D^ de façon à pouvoir placer sur cet anneau une capsule en platine^ dans laquelle on verse de l'eau acidulée avec une ou deux gouttes d'acide sulfuriqué. On plonge une ïànié de iinc EF par t'une des extrémités dans Teau très-légèrement acidulée de la capsule, en ayant soin*qu^elle ne touche pas la capsule elle-même ; l'atitre extrémité de la tige de zinc EP est mise en relation avec le plateau supérieur À du condensateur. En enlevant la tige dé zinc immédiatement après le contact, et séparant les deux plateadx l'un de l'autre, on trouve que les feuilles d'or divergent en vèrlli d'un excès d'électricité positive. Le plateau sUi^érieut*^ qui touchait au zinc, prend l'électricité négative.

Eh inettaht la capsule sur le plateau supérieur A , et répétant la rtiénie expérience , mais en faisant toucher le plateau Inférieur B avec la tige de zinc, on obtient des effets analogues mais inverses. En substituant à la lame de zinc une lame de platine , aucun effet ii'a lieu ; dé même que lorsqu'on emploie simultanément une lame de ziiic et tine capsule de même métal. Il est nécessaire pour que Teftlét se produise qu'un des deux métaux soit attaqué par le liquide, ou, s'ils te sont tous deux, qu'ils le soient inégalement. S'il n'y avait pas de liquide interposé entre les deux liléianx , il n'y atiràit ftucutte âd.ion produite.

3<i ELKnictTB hyhahiqde.

0>>s «(Têts indiquait iMen que Iwsqu un métal s'altère ou s'oxyde, il y » production d'dectricitê : le métal s'électrise oégatiremenl , ]f liquide qui l'attaque prend rélectrirîté positive.

Nous verrons dans le livre III qir'avec d'autres métaos, tels que le fer, le plomb, etc. .mi obtient des effets analogues, pourvu qu'on les place dans des conditions convenables.

La réunion de deux nfélaus différents et d'un Uquide interposé qui les attaque inégalement ctmstitue un nmpU ou un élément. Le métal qui est le moins attaqué, ou qui ne l'est pas, ne sert que de conducteur pour rradre manifeste le dégagement de l'électnaté, en s'enipanint de celle du liquide lors de l'action qu^ ex^ve rot le métal attaqué.

A l'époque où Volta découvrit l'admirable iostmment que nous allons dt^iiro, et en se fondant sur les effets indiqués [dus haut, il ))ensail que l'électricité était dégagée au contact des métaux, c'està-dire, dans l'expérience précédente, au point E, où la tige de zinc touche le plateau métallique du condensateur ; le liquide, suivant lui , n'agissait que comme conducteur ; mais toutes les découvwtes modernes ont donné raison à la théorie du dégag^neot de l'électricité dans les actions chimiques; c'est pour ce motif que nous l'adoptons comme base des explications que nous alloas donner.

PUe vollafque. La pile voltaïque , dont le nom rappelle son immortel auteur, est fonnée de la réunion de couples ou d'éléments disposés de différentes maniées. Volta lui donna d'abcvd la dispositicm d'une pile i-omposêe de rondelles superposées entre des colonnes de verre : de là est venu le nom générique de tous les ~ insirumenis de ce genre. Pour former cet ap-

pareil, on procède comme il suit : on place entre trois colonnes de verre un premier disqœ de zinc Z par exemple, auquel est soudé un fil de cuivre A ; sur ce disque on pose une rcmdelle de drap humectée d'eau acidulée par l'acide sulfurique au j^ ou au j\; à peu près, puis après ta rondelle un disque de cuivre C. Si l'on fait toucher Z et C aux deux plateaux du condensateur décrit plus haut , on obtient une légère charge indiquant que le zinc a pris rélectricilé négative, le cuivre la positive, par œ motif que ces deux disques en présence de la rondelle humide constituent nn ample. Mais si au-dessus dn

nt.31.

PHENOMBRBS GSNBRAUX.

disque de cuivre on met un second couple semblable au premier, c'est-à-dire composé d'un disque de zinc , d'une rondelle de drap humide et d^un disque de cuivre, et qu'on place ensuite un troisième couple, un quatrième, un cinquième, etc., et ainsi de suite, on trouve qu'avec une pile à colonne ainsi composée d'un certain nombre d'éléments, convenablement isolée et terminée aux deux extrémités par des fils de cuivre, on peut charger plus fortement le condensateur qu'en employant un seul couple. La charge obtenue est d'autant plus forte que le nombre des couples est plus grand, et l'excès de tension est même proportionnel au nombre des éléments de la pile , comme Coulomb Va constaté avec la balance de torsion. Dans la figure les rondelles minces et noires I représentent les rondelles humides; les disques ombrés, les plaques de zinc; et les disques clairs G, les plaques de cuivre. Les extrémités de la pile ont reçu le nom de pôles. Il y a donc le pôle positif et le pôle négatif.

Telle est en principe la première disposition de l'appareil dû au génie de Volta, et que ce grand physicien fit connaître en 1800 à l'Académie des sciences, appareil qui a été bien modifié depuis, et qui produit des effets extraordinaires d'aimantation , de chaleur, de lumière, de décompositions et de recompositions chimiques. Le dégagement de l'électricité se produit incontestablement à la sur^ face de séparation du liquide et du métal oxydable , et l'effet est le même qu'en employant un seul élément; seulement, les actions s'ajoutent et l'excès de tension augmente avec le nombre des éléments. Au lieu de zinc et de cuivre, on pourrait se servir d'autres métaux et faire usage de divers liquides conducteurs; mais comme nous ne donnons dans ce livre que les phénomènes généraux de la pile, ayant Pintention de traiter dans le livre III la théorie des différents instruments en usage aujourd'hui, il n'est question ici que des piles analogues à celle de Yolta.

Pile à couronne. La forme de la pile à colonne était trop incommode pour qu'elle pût subsister longtemps; im des principaux inconvénients provenait de ce que la pression occasionnée par le poids des disques exprimait le liquide des rondelles humides et diminuait

Fig. 32.

ELBCTRICITB [

l>eu à peu l'actiuii de la pile. La forme la plus ^mple consistait i placer svpdréinent les parties humides de l'appareil et les portions iiitHaltiques; aussi a-Uon eu de bons effets avec la pile à couronnes tU fasses. Cette pile se compose de vases en verre pleins d'eau acidulée par l'acide snlfuriqne au vingtième ou au trentième, et placés il cMé, les uns des autres ; dans chacun de ces vases plonge l'un des lH)ut8 d'une lame mixte formée par la réunion de deux lames de ruivre et de linc, comme indique la flgure 32. Chaque v&se avec sa dissolution et ses lames de zinc et de cuivre formé uli couple ou on r'-Ii'itjent. Le pôle négatif se trouve à l'extrémité du dernier rinc on il pauche du lecteur; le pAle positif à droite.

Piles à auges. La pile & couronnes, quoique d'une disposition simple, est cependant incommode à cause des manipulations asseï longues qu'elle o«!asionne. On y a remédié au moyen de plies k ângés se chargeant et se déchargeant assez rapidement et qui furent considérées comtâe un pn^s.

Flg. ï».

Une auge en bois renferme des couples formés de plaijues de ruivre et dé zinc soudées par une de leurs faces ; ces doubles plaques sont placées verticalement et parallèlement les unes aux autres, de manière k ce que la face zinc de l'une regarde la face cuivre de l'autre. Les bords sont mastiqués contre les parois de l'àUge, et l'intervalle compris entre deux couples est rempli d'une certaine (jliantilé d'eau acidulée; la pile est alors chargée en vertu du [irilicipe dont il a été question précédemment et elle fonctionne ttiissîtot «qu'elle est remplie du liquide conducteur. Dans la figure lèS plaques de zinc sont plus foncées que celles de cuivre, et le pôle négatif se trouve à gauche.

P'iràlaffollaslon. Ces modèles sont aujourd'hui remphuiés par les piles à la WolUston et par celles de Farailay,oudeMuncke, quand on ne se sert que d'un seul liquide. Chaque couple d'une pile à la Wollaston se c<Mripose (Tuh bocal fin verre Ou d'iiîlë aufie séparée ,

PHniOItilCSS GÉN EMAUX.

Ki|E. 33 bil.

it l'eali acidulée, et d'une lame de cuivre reployée but elkv même de maniëreàenlourer avec ses deux facesune plaque de linc. Les deux lames métalliques eout tenues ù distance à l'aide de nmrceauxdebois et le liOc de chaque couple communique aveclecuine du couple voisin au moyen d'une lame de cuivre Usée à une tnvcnrfie de bois placée au-Klessus. En réunissant plusieurs éléments, on fonoe une pile qui est . d'un emploi c(MiuDode en ce que l'on retire facilement les couples des bocaux quand on n'a pas besoin de faire fonctionner la pile.

Souv^t on ne se sert que d'un seul élément à la Wt^laston d'une surface asset grande. On a substitué k ce couple isolé un coutdeen bélice dont la surface est plus étendue et qui est destiné à fournir une grande quantité d'électricité à faible tension. On le forme en lolilaot autoiJr d'un cylindre en bois deux lames , l'une de cuivre, l'atlbe de zinc, mais de façon à ce qu'elles restent séparées l'une de t'uitre par du drap ou des morceaux de bws. On met ce couple en activité en le plongeant dans un tonneau rem[di d'eau acidulée.

PUâ de Munehe. MM. Faraday et Muncke ont employé une disposition analogue à celle de Wollaston, maïs avec cette distinction que les éléments ont moins de surface et plongent tous dans la mente auge. La figure 33 ter représente une pile deMuncke de soixante éléments, tour la faire fonctionner il suffit de la faire plonger dans fauge remplie d'eau acidulée. La différence de conductibilité des métaux et des liquides fait que l'on perd peu à faire baigner tous les éléments dans la même dissolution. Chaque lame de cuivre bst ^parée des lames de zinn à l'iûdë de petits moi-oeaiix de liège m, ROfnrae l'indique )a partie de la figure où est représentée une coupe

KLM^TRICITE OYNAVIQI'E.

Fig. 3.1 IT.

en plan horizontal de trois éléments. On voit que la dispodtîon des unes z et des cuivres r est telle qu'un zinc est placé entre deus cuivres, et vice versa.

Cet instrument est d'un emploi facile , et donne des effets énergiques au moment oii l'on plonge les couples dans le liquide ; mais l'action s'afîaiblit rapidement.

Piles en chaînes. Nous indiquerons encore la forme de piles adoptée par M. Pulvermacher, et qui peut être fort commode poor obtenir des effets de tension considérables.

Fin. aa quni. Chaque couple se compose d'un petit cylindre en ' bois AB, dont les dimensions varient depuis deux centimètres de longueur jusqu'à cinq ou six , et de cinq à dix millimètres de dian>ètre. Deux fils métalliques, l'un en z aa', l'autre en laiton bb', sont enroulés en hélice autour dece petit cylindre, mais parallèlement à un demi* millimètre de distance et sans se txjucher. Le premier " aboutit à deux crochets a, a! en laiton fixés dans le bois , et le deuxième îi deux crochets b, V. ^n plongeant ce système dans du vinaigre ordinaire , les deux métaux et le bois humide constituent un couple voltaïque qui cesse de fonctionner quand le bois est sec.

Si on réunit cinquante à soixante éléments sembhtbies en les accrochant l'un à l'autre par les pAlcs de nom contnùre, on

FIr. 3S qui m.

forme une chaîne MN qui est une véritable pile voltaïque.

Au lieu de les disposer en ch^ne, on peut placer ces petits cylindres paralt^snaent

PH£MOAi£N£S> G£iN£fiAUX. 61

dans des boites en verre ou en bois^ afin d^avoir des piles d^un petit volume et composées d'un très-grand nombre d'éléments. M. Pulvermacher a proposé ces appareils pour les applications de l'électricité à la médecine ; nous n'en parlons ici que comme forme nouvelle donnée aux piles ^ et d'un emploi facile pour avoir de grands effets de tension^ mais avec une faible quantité d'élœtricité; car si on attaquait vivement les fils de zinc , Tinstrument serait prompr tement détruit.

Nous avons fait connaître seulement jusqu'ici les piles les plus simples à l^aide desquelles on peut produire des courants d'électricité; mais elles présentent les mêmes causes de diminution d'intensité que la pile voltaïque primitive. Elles sont maintenant remplacées par les piles à coinçant constant dont il sera question dans le livre III. Nous donnerons encore un autre genre de pile n'ayant pas reçu d'application importante, mais qui met bien en évidence les effets résultant de la tension électrique produite à chaque extrémité quand on augmente le nombre des éléments. Nous vou1(his parler des piles improprement appelées piles sèches.

Piles sèches. Nous avons dit qu'une pile ne pouvait fonctionner qu'au détriment d'un des métaux qui s'altérait peu à peu en présence du liquide intermédiaire. Quelque temps après la découverte de Volta on chercha à ne pas employer de liquide aclif ; on n'y paiThit pas complètement, mais ou obtint des appareils disposés comme on va le dire : MM. Hachette et Desormes remplacèrent d'abord le liquide dans les piles ordinaires par la colle d'amidon. Deluc^ quelques années après ^ forma une colonne composée de disques de zinc et de papier doré d'un côté seulen^ent^ entassés les uns sur les autres^ le zinc en contact avec la face dorée. L'humidité du papier suffisait pour charger la pile ; c'est donc à tort qu'on leur donna le nom de piles sèches. Zamboni, en 1813, apporta quelques perfectionnements à l'appareil de Deluc ; ce sont les appareils construits suivant les indications de ce dernier que l'on emploie maintenant. On entasse, en les pressant fortement les ims contre les autres^ des milliers de disques de papier^ dont Tune des faces est étamée , et l'autre recouverte d'une couche très-mince de peroxyde de manganèse broyé avec un mélage de farine et de lait. L'humidité du papier sert encore à établir la circulation d'électricité qui^ en raison du peu de conductibilité du papier^ donne une charge aux deux extrémités de la pile plus lentement que dans les piles ordinaires. Les piles de ce genre cessent de fonctionner au bout

62 KLKCTRICITE D\i\AMlQL£.

d'un certain temps, quand le papier a perdu toute son humidité. Ou ralentit habituellement cette déperdition en coulant du soufre autour de la pile sèche et ne laissant à nu que les deux extrémités. On peut, à l'aide de ces piles, charger facilement un condensateur, et en obtenir même des étincelles. L'excès de tension étant proportionnel au nombre des éléments de la pile est plus considérable que dans les piles ordinaires; mais la quantité d'électricité produite étant très- petite, les autres effets sont très-faibles et même souvent inappréciables. C'est à raison de cela que ces piles n^ont servi jusqu'ici qu'à produire des mouvements continus au moyen de faibles attractions et répulsions qu'exercent les électricités accumulées aux deux pôles. Ces mouvements finissent toujours par s'arrêter au bout d'un temps plus ou moins long. On a aussi employé les piles sèches, comme nous l'avons vu plus haut, pour augmenter la sensibilité de l'électromètre condensateur. C'est là une de ses applications les plus utiles.

L'action des piles ne se borne pas à donner aux fils qui touchent à leurs extrémités le pouvoir d'attirer faiblement les corps légers qu'on leur présente. Si une personne se mouille préalablement les mains avec de l'eau salée , et qu'elle touche simultanément par chaque main les extrémités d'une pile à auges d'une quarantaine d^éléments. aussitôt elle reçoit une légère secousse, comme si ses mains servaient à décharger une petite bouteille de Leyde. En outre un fil très-fin de platine peut être porté au rouge ou noême fondu. Il se manifeste également un grand nombre de phénomènes qui seront étudiés plus tard, et qui indiquent qu'au moment de la fermeture du circuit d'une pile, il 8^ produit une circulation continuelle d'électricité.

Nous devons donner ici quelques définitions qui reviendront dans le cours de cet ouvrage. Lorsque l'on ferme le circuit d'une pile avec des fils métalliques ou des corps conducteurs, on dit alors que ces corps qui servent à la recomposition des deux électricités sont parcourus par un courant électrique.

Sens du courant. On définit habituellement lé sens du courant par la direction que suit l'électricité en allant du pôle positif au pôle négatif. Cela ne veut pas dire que le flux d'électricité ait lieu uniquement dans ce sens ; car, d'après ce que nous avons dit dans le livre P', on ne sait rien de positif quant à l'origine du principe en vertu duquel les effets électriques se manifestent. On ne prétend nullement que le mouvement ait lieu plutôt du pôle + au pWe — , que du pôle — au pôle +; on est convenu seulement de

PHEnOMkx>E» 0B.>É11AL\.

lui donner un sens poui* détinir différents phénomènes qui tiennent à cette direction et dont il sera question dans la suite de cet ouvrage.

Pôles ou électrodes. Les deux extrémités d'une pile ont reçu le nom de pôles; on dit alors le pôle positif ou le pôle négatif^ suivant le côté par lequel débouche Télectricité positive ou rélectricilé négative. Lorsque l'on fait arriver un courant électrique dans une dissolution à l'aide de deux fils ou de deux lames en communication avec les extrémités d'une pile , les portions des fils ou des lames plongées dans le liquide portent aussi le nom de pôles. On donne également à ces conducteurs le nom d'électrodes: il y a donc à chaque pile l'électrode négative et Télectrode positive.

Tensiofiy intensité, densité. Nous avons encore à faire connaître quelques dénominations usitées, telles que tension^ intensité^ densité, af^Iiquées aux courants électriques. Le nom de tension indi que le degré de réaction électrique du à la répulsion des électri cités du même nom , et la facilité avec laquelle un courant peut franchir l'espace qui sépare deux conductem*s. Dans les piles ^ la tension est proportionnelle au nombre des éléments^ ainsi que nous Pavons vu; une pile qui doit donner de Télectricité de tension doit donc être composée d'un grand nombre de couples (plusieurs centaines). V intensité électrique au contraire dépend de la quantité d'électricité qui passe dans un temps donné , abstraction faite de la tension. Enfin^ quelquefois on se sert de la dénomination de densité électrique pour indiquer la quantité d'électricité qui traverse une étendue déterminée d'un conducteur dans Punité de temps; ainsi dans deux fils de cuivre de diamètre difTérent soudés bout à bout et laissant circuler le même courant^ l'intensité électrique et la tension seK»nt les mêmes ^ mais la densité électrique sera plus forte dans le fil dont le diamètre est moindre.

C4 ELECTBIClTS i»\MAHIQtfi.