CHAPITRE PREMIER

céUMm (Mëtrilate ÛHA lut âctiéill éhtiiti^éâ. Î^Hiiëi|îèl dH plhiÀ.

Dftiis le livré précédètit il n'a été question que des phénomènes (Jtië rélèctrièlté préiiêhtë lorsqu'elle est ëtt équilibre à là surface dès c(M^pS 6ii à rétat skttiqité ; ôfi à Vu que lors^'ellë se transmet d'un (^fps à un autre au niDinent dii passage dàtlé Pair^ il §è produit Une étincelle; mais quand ce passage a lieu au tïaveftj des sblides et dés liquides, bn ob^rve d^autres effets; ce sont précisëthëtii ëès effets que nous allonis étudier dans ce livre.

Quand rélectricité chemine aihsl dans les corpë, elle est dite en mouvement ou à l'état dynamique; elle donne lieu alors àUit cbitrafits 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 sur 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 dont nous allons parler.

Flp; 30.

OA àdàptè tmé tige métallique BdHzotitale CD âli plateau inférieur d'iîh ^êetWttiètre côndèttsateùr à feuilles à'bf dG, et oii tèrrtiiûê éétte ll^é pà^ lih anneàU D^ dé façon à pdûVoif placél* siiP êët andêâil ilhë ëàp§ulë en |)làtitië, dàhs laquelle ôii vèi^^ de l^ëàu àéidùlée avec une où deùi gëuttes d'ftcide sulflirique. OU plonge Une hitie de zinc EF pai^ l'Une dés ë^tt^mités dans l'efiu très-légèrement acidulée de lA capsule ^ en ayfint soin qu'elle ne touché pas là CBpsùle elle-ttiôme; Tautte extrétnité de la tige de iim EP est mise eh relation avec le plateaii sllpérieiu* A du cbndensatélii*. EU enlevàiit la tige de zinc immédiatement après le contact^ et séparant tes deux plétëaun l'iiU de l'autre > oU trouve que les feuilles d'or divergent envëHU d'un excès d'électricité positive. Le plateau sUpéHeur^ qui touchait au Zltic, prend l'électricité négative.

Ëii mettant la capsule sur le plateau supérieut* A , et iHîpétant la même expérience, mais en faisaUt toucher le jpîlateaU inférieur B flvee la tige de zinc^ on obtient des effets analogues mais inverses.

En substituant à la lame de zinc une lame de platine^ aucun effet n'a lieu ; de même que lorsqu'on emploie simultanément liue lame de zihc et une capsule de même métal. Il est Uécessaire pour que l'effet se produise qu'un des deux métaux sbit attâi)ué par le liquide^ OU, s'ils le sout tous deux^ qu'ils le soient inégalement. S'il n'y avait pas de liquide interposé entre les deux niêtftux , il n'y aurait aucune action produite.

.'^6 ËLBCTBICITR DYNAMIQOC*

Ces effets indiquent bien que lorsqu^un métal s'altère ou s'ofxyde, il y a production d'électricité : le métal s'électrise négativement, le liquide qui l'attaque prend Télectricité positive.

Nous verrons dans le livre Ul qu'avec d'autres métaux, tels que le fer, le plomb» etc., on obtient des effets analogues, pourvu qu'on les place dans des conditions convenables.

La réunion de deux métaux différents et d'un liquide interposé qui les attaque inégalement constitue un couple ou un élément. Le métal qui est le moins attaqué, ou qui ne Test pas, ne sert que de conducteur pour rendre manifeste le dégagement de l'électricité, en s'emparant de celle du liquide lors de l'action qu'il exerce sur le métal attaqué.

A l'époque où Volta découvrit l'admirable instrument que nous allons décrire, et en se fondant sur les effets indiqués plus haut, il pensait 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 découvertes mQdernes ont donné raison à la théorie du dégagement de l'électricité dans les actions chimiques; c'est pour ce motif que nous l'adoptons comme base des explications que nous allons donner.

Pile voltaîqne, La pile voltaïque, dont le nom rappelle son immortel auteur, est formée de la réunion de couples ou d'éléments disposés de différentes manières. Volta lui donna d'abord la disposition d'une pile composée de rondelles superposées entre des colonnes de verre : de là est venu le nom générique de tous les Fig. 31. instruments de ce genre. Pour former cet ap-

pareil, on procède comme il suit : on place entre trois colonnes de verre un premier disque de zinc Z par exemple, auquel est soudé un fil de cuivre A ; sur ce disque on pose une rondelle de drap humectée d'eau acidulée par l'acide sulfurique au ^ou au ^àpeu près, puis après la 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 rélectricité négative, le cuivre la positive, par ce motif que ces deux disques en présence de la rondelle humide constituent un cmiple. Mais si au-dessus du

disque de cuivre on met un second couple semUable 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 Vsl 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 clairsC, les plaques de cuivre. Les extrémités de la pile ont reçu le nom Ae 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 iSOO 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 surface de séparation du Uquîde 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 teiision 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 lïl la théorie des différents instruments en usage aujourd'hui, il n'est question ici que des piles analogues à celle de Volta.

Pile à comonne. La forme de la pile à colonne était trop incommode pour qu'elle pût subsister longtemps; un 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.

58 EËEOTiiltItB bYHàMlQUÈ.

peu à peu l'adtibn de la pile; Là fdt'ifne la plUs Bimplë consistait à placier séparément les parties humides de Tappai^il et les pdHicm^ métallic|ue^; aussi st-\ron eu de bons effets avec la pilé à eouronnès d^ tnëèes. Cette pile se compose de vases en vert*e pleins d'eau acidulée par l'adde sulftirique au vingtième ou au trentième > et placés à eôté les uns des autres ; datis chacun de ces Vases plonge Tun des bouts d'une lame mixte formée par la réunion de deux lames de cuivre et de Éinc^ comme Pindique la flgure 32/Ohaque Vato avec sa dissolutimi et ses limes de siue et de cUivfe ferme un éouple ou Hti élénient* Le pôle négatif se trouve à l'extrémité du dernier ritic où à gauche du leeteur^ le pôle positif à droite.

Pile» à anges. La pile à cduronues^ quoique d'une di^sition simple^ est cièpendant incommode à cause des mftnipulàtioAs asMÉ longues qu'elle qëcâsionUei Oâ y a remédié au moyeu de ]^les & aûgds se chargeant et se déchargeant ilssès rapidement et qui furent cotisî- (lérées comme m progrès.

Fig. 33.

Une auge en bois reuterme des couples formés de plaques de mivt^e et de zinc soudées par une de leurs faces ; ces doubles plaques soiit placées verticalement et parallèlement les unes aux autres, de manière à te que la face zinc de Tune regarde la face euivre de Tautre. Les bords sont mastiqués contre le^ parois dé l'aUge> et l'intervalle compris entre deux couples est rehipli d'une fcertiaîne quantité d'eau acidulée; la pile est alors chargée eU vertu du principe dont il a été question précédemment et elle forictioniie aussitôt qu'elle est remplie dii liquide conducteur. Dahs la flgût^e les plaques de zinc sont plus foncées qUe celles de cuivre, et le pôle négatif se trouve à gauche.

Pêlf" à la fFollaston. Ces modèles sont aujourd'hui remplacés par les piles à la Wollaston et par celles de Faraday, ou de Muncke, quand on ne se sert que d'un seul liquide. Chaque coUple d'une pile à la Wollaston se compose d'un bocal en verre ou d*unc auge séparée ,

Fig. ^ bis.

renfermant l'eau acidulée, et d'une lame de cuivre reployée sur ëllemêrae de manière à entourer avec ses deux faces une plaque de zinc Les deux lames métalliques sont tenues à distance à l'aide de mqrceauxdebois et le zinc de chaque couple communique avec le cuivre du couple voisin au moyen d'une lanie de cuivre fixée à une traverse de bois placée au-dessus. En réunissant plusieurs éléments^ on forme une pile qui est d'un emploi commode en ce que Ton retire facilement les couples des J30caux quand on n'a pas besoin de faire fonctionner la pile.

Souvent on ne se sert que d'un seul élément à la WoUaston d'une surface assez grande. On a substitué à ce couple isolé un collpîe en hélice dont la surface est plus étendue et qtii est destiné à foui'hii^ une grande quantité d'électricité à faible tension. On le forme en fotilant autour d'un cylindre en bois deux lames , l'une de cuivre, l'aiiti^e de zinc, mais de façon à ce qu'elles restent séparées l'une dé l'autre par du drap ou des morceaux de bois. On met ce couple en âbiivité en le plongeant dans un tonneau rempli d'eau acidulée.

Pile de J^unche. MM. Faraday et Muncke ont employé une disposition analogue à celle de Woiîaston, mais avec cette distinction que les éléments ont moins de surîface et plongent tous dians la même auge. La figure 33 ter représente une pile de Muncke de soixante éléments. Pour la faire fonctionner il suffit de là faire plonger dans l'auge remplie d'eau acidulée. La différence de conductibilité des métaux et des liquides fait que Ton perd peu à faire baigner tous les éléments dans la ménie dissolution. Chaque lame de cuivre est séparée des lames de zinc à Faidë de petits morceaux de liég6 m, comme l'indique la partie de la figuré où est représentée urié coupe

Fig. 33 1er.

en plan horizontal de trois éléments. On voit que la disposition des zincs z et des cuivres c est telle qu'un zinc est placé entre deux cuivres, et vice versa.

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

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

Fig. 33 quai. 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 diamètre. Deux fils métalliques, l'un en zinc aa'y l'autre en laiton hh', sont enroulés en hélice autour de ce petit cylindre, mais parallèlement à un deniimillimètre de distance et sans se toucher. Le premier p aboutit à deux crochets a, a' en laiton fixés dans le bois , et le deuxième à deux crochets h, b'. En 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 semblables en les accrochant Fun à l'autre par les pôles de nom contraire, on Fig. 33 quini. ^ forme uue chaîne MN qui est

une véritable pile voltaïque.

Au lieu de les disposer en chaîne, on peut placer ces petits cylindres parallèlement

PUËNOJtl£N£S G£iNKfiAUX. 01

dans des boîtes 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 Télectricité à la médecine ; nous n*en parlons ici que comme forme nouvelle donnée aux piles, et d'un emploi facile pour avoir de grands eflets de tension, mais avec une faible quantité d'électricité; car si on attaquait vivement lés fils de zinc , l'instrument serait promptement détruit.

Nous avons fait connaître seulement jusqu'ici les piles les plus simples à l'aide desquelles on peut produire des courants d'électncité; mais elles présentent les mêmes causes de diminution d'intensité que la pile voltaïque primitive. Elles sont maintenant remplacées par les piles à courant 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 voulons parlei* 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 actif; on n'y parvint pas complètement, mais on 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, beluc, quelques années après, forma une colonne composée de disques de zinc et de papier doré d'un côté seulement, 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 1812, 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 uns * contre les autres, des milliers de disques de papier, dont l'une 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, li'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 ELECTUICITE DYNAMIQUE.

d'un certain temps, quand le papier a perdu toute son humidité. Un 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 deff 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 eoiployé les piles sèches, comme nous l'avons vu plus haut, pour augmenter la sensibilité de l'électromètre condensateur. C'est lii 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 Teau 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 même 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 se 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 le 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 ail Heu wiiquement dans ce sens ; car, d'après ce que nous avons dit dans le livre I«% 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 pôle — , que du pôle — au pôle-+-; on est convenu seulement de

lui donner un sens pour définir différents phénomènes qui tiennent à cette direction et dont il sera question dans la suite de ce^ ouvrage.

Pôles ou électrodes. Les deux extrémités d'une pile ont reçu le mm Appelés; on dit alors le pôle positif ou le pôle négatif, suivant le côté par lequel débouche Télectricité positive ou l'électricité négative. Lorsque Ton fait arriver un courant électrique dans une dissolution à l'aide de deux tils 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 A' électrodes: il y a donc à chaque pile l'électrode négative et l'électrode positive.

Tension, intensité^ densité. Nous avons encore à faire connaître quelques dénominations usitées, telles que tension ^ intensité, densité, appUquées aux courants électriques. Le nom de tension indique le degré de réaction électrique dû à la répulsion des électri • cités du même nom , et la facilité avec laquelle un courant peut franchir l'espace qui sépare deux conducteurs. Dans les piles ^ la tension est proportionnelle au nombre des éléments, ainsi que nous l'avons vu; une pile qui doit donner de l'électricité de tension doit donc être composée d'un grand nombre de couples (plusieurs centaines). Vintensité 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 Funité de temps; ainsi dans deux fils de cuivre de diamètre différent soudés bout à bout et laissant circuler le même courant , l'intensité électrique et la tension seront les mêmes, mais la densité électrique sera plus forte dans le 81 dont le diamètre est moindre.

64 KLEGTBlCtTE DYNAMIQUE.