COULEUR
de la poussière métallique
recueillie.
Fil de plomb
— d'étain
rh
Gris peu foncé.
Presque blanc.
Id.
Brun rougcâtre.
Brun tirant sur le pourpre.
Noir.
Id.
Pourpre brunâtre.
— de zinc
— de fer
— de cuivre. ......
— de platine
— d'argent
— d'or
Avec la grande machine du musée de Teyler, à Harlem, Van Marum est parvenu à fondre un fil de fer de 16 mètres de longueur. Cette machine est à deux plateaux; chacun d'eux a un diamètre de i",75; rélectricilé qu'elle fournit a une tension telle, que ni des cordons de soie de i4 mètres de l(»gueur, ni des supports de verre de 1"»,53 de hauteur, quoique très-secs, ne peuvent suffisamment T. I. 20
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isoler une aussi grande quantité d'électricité que celle dont le conducteur est chargé.
Cutbberson et d'autres physiciens ont mesuré avec des électromètres assez grossiers l'action calorifique produite par la décharge d'une batterie, en prenant pour mesure la longueur d'un fil fondu d'un diamètre donné; ils ont trouvé que cette action était à peu près comme le carré de la charge des batteries pour c^taines longueurs de fil. Cette loi cependant varie suivant l'épaisseur des jarres quicomposentla batterie, les plus épaisses produisant, comme on le conçoit très-bien, des effets calorifiques moindres. Cavendish a observé que la quantité d'électricité nécessaire pour charger au m^e degré différentes jarres ayant même surface armée, était en raison inverse de leur épaisseur.
Van Marum, ayant pris des fils de différents métaux et de même diamètre, a cherché quelle longueur du même fil pouvait être fondue avec une charge égale; il a trouvé que le fil de plomb était fondu sur une longueur de iâO pouces , le fil d^étain 120 pouces, le fer 5 pouces , Tor 3 pouces et demi; les fils d*ai^ent , de cuivre rouge, ne furent pas fondus à un quart de pouce. En essayant de foudre des fils de plomb d'une plus grandejongueur, de 13 pieds (anglais) par exemple , il a reconnu que quelques-uns avaient été fondus en plusieurs morceaux ; Tun d'eux fut réduit en plus de trente parties, et un fil d'étain, soumis à la même expérience , en plus de cent. Les expériences de fusion ayant été faites dans l'azote, le plomb donna une poussière fine ; l'étain et le fer furent réduits en petits globules.
En opérant dans l'eau avec des fils de fer d'une certaine longueur, de j^ de pouce (anglais) de diamètre, le fil fut simplement fondu; l'expérience ayant été répétée avec un fil moins long, le fer fut dissipé en vapeur, et il se dégagea plusieurs bulles de gai annonçant que l'eau avait été décomposée; le plomb produisit des effets analogues.
M. Harris, en cherchant les effets des décharges dans le vide ou dans l'air raréfié, a trouvé que des fils très-fins de métal sont fondus plus difficilement dans le vide que dans l'air à la pression ordinaire: il a fait passer la décharge d'une batterie de 25 pieds anglais carrés à travers un fil de fer renfermé dans un tube bien épuisé d'air, sans que le fil fût affecté sensiblement. L'électricité surabondante paraissait trouver un passage plus facile à travers Pair raréfié à la surface, d'où résultait un effet très-brillant. En faisant rentrer l'air,
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le fU fut aussitôt fondu , bien que Ton n'employât (|ue lè cinquième de la surface année.
M. RiesS; [pour étudia* réchauffement des fils métalliques par suite du passage de décharges électriques^ a introduit ces fils dans l'intérieur d'un thermomètre à air> et, après la décharge qui avmt échauflé le fil > et par ^conséquent Pair intérieur^ il a conclu de la dilatation de l'air la quantité de chaleur produite; il est ainsi arrivé aux lois suivantes :
a 1" Quand la même quantité d'électricité, complètement déchargée dans le même intervalle de temps, traverse des fils de même longueur, mais de dimensions différentes, chaque fil éprouve une élévatitm de température indépendante de sa longueur, et réciproquement proportionnelle à la quatrième puissance de son rayon.
a 2° L'échaufiCement d'un fil par la décharge électrique est récî^ proquement proportionnel à la durée de la décharge ; le retard que la décharge éprouve par Tinsertion d'un fil dans le circuit est en raison directe de la longueur du fil et en raison inverse du carré de son rayon.
« 3*» ^élévation de température dans la section normale d'un fit homogène qui est inséré dans le circuit d'une batterie électrique, et qui est en raison inverse de la quatrième puissance de son rayon, est en raison directe de la quantité d'électricité accumulée divisée par le temps de la décharge (*) .
{*) M. Biess a dédoit d^expériences en apparence conapliquées les formules générales sur réchauffement électrique. Qu'on imagine des fils quelconques soudés bout à bout y qui composent le fil conjonctif constant de la batterie, et qu'on y ajoute un fil quelconque, on pourra varier les expériences sur l'écbauffement de ces fils par la décharge de la batterie de deux manières différentes : premièrement, en laissant le fil ajouté constant, et en examinant Técliauffement de chacun des autres fils du circuit; secondement, en n'examinant que réchauffement d'un fil déterminé, mais en variant le fil ajouté. U a également fait varier la surface de la batterie et la quantité d'électricité qu'on y a accumulée. Toutes ces expériences diverses peuvent être embrassées par une seule formate. Soient T, l'élévation de température d'un fil dont / est la longueur et r le rayon , C la chaleur spécifique de son noétal , g son poids spécifia que, et x'sa^ résistance (égale à la valeur réciproque de sa conductibilité électrique) ; supp— om qtt'4in ajoole un fil coojonctif composé, un fil de la longueur >, ayant pour rayon p d'une résistance x; soient enfin la surface de la batterie désignée par S, et sa quantité d'électricité par q; on aura :
y 0^ / 1 \ g^ r^cgt .,blx S'
a et 6 sont deflx eonatantes déterminées par des expériences préalables. Dans
808 BFFBTS DUS
Diminution de longueur des fils métalliques soumis à l'action des décharges électriques. Lorsque la charge d*une batterie électrique n'est pas suffisante pour fondre un fil métallique d'un petit diamètre, il se produit des effets intéressants à connaître et que nous allons indiquer. Si Ton fait passer une très-forte décharge à travers des fils très-fins de fer et d'argent trop longs pour être fondus, leur longueur est diminuée sans que leur poids le soit ; ce qui semble indiquer une diminution dans le sens de la longueur et une augmentation de diamètre (Naime).
Au lieu d'étendre celui-ci entre les deux pinces d'un excitateur
cette formule tout à fait empirique, on distingue deux termes différeats : le terme
-— * , qui donne réchauffement du fil examiné , tout le fil conjonctif restant cons-
r*Cg ifi^
tanl , et le terme — ^ , qui exprime la Tariation que cet échaufTement éprouve par
Fintroduction du ni accessoire. En suivant Tanalogie, on peut regarder cette Taria-
Ikm comme résultant d*un retard de la décharge de la batterie; d'après cela, le
terme -^ sera le retard produit par le fil ajouté» et la quantité x, la résistance de
son métal. En multipliant les deux membres de Téquation précédente par Ir^Cg, on obtient, pour la quantité de chaleur W qui est dét eloppée dans le fil examiné, l'ex* pression très-simple :
De là on tire la conclusion :
« Les quantités de chaleur développées dans les fils divers qui composent le fil « conjonctif sont inversement proportionnelles aux retards que ces mêmes fils pro- « duisent dans une décharge quelconque, si on les ajoute un à un et isolément à « un autre fil conjonctif. »
On peut appliquer ces deux équations au cas qui se présente le plus souvent, où Ton se sert d'un fil unique pour opérer la décharge de la batterie. Soit un fil de métal de la longueur X du rayon p, x désignant la force retardatrice, C la chaleur spécifique, g le poids spécifique de son métal , S la surface de la batterie , q la quantité d'électricité accumulée; la température T et la quantité^e chaleur développée W, ou la quantité de glace fondue par le fil, sont données par les équations :
M. Riess est arrivé à l'aide de ses expériences aux expressions des quantités •qui expriment les pouvoirs conducteurs des métaux.
Si l'on remarque en outre que le temps de la décharge est M -{- -^ j - := 2, on aura W = a!x\ 4- • «t la température T= M -^.
M est un coefficient constant dépendant de a' et des dimensions et de la oatiire de fil métallique; ces formules renferment les lois énoncées plus haut.
A l'électbicité. soe
universel , on peut le suspendre verticdement^ l'une des extrémités étant fixée entre lés branches d^une pince ^ et l'autre servant à soutenir un poids pour tendre lég^ement le fil : ce poids doit alors reposer sur un support en cuivre , à pieds mobiles^ qu'on peut élever ou abaisser à volonté. On a reconnu qu'eu opérant ainsi avec des fils de platine^ les diminutions sont sensiblement proportionnelles au rapport inverse du cube des diamètres des fils (Ed. Becquerel).
On a disposé sous une cloche des fils de platine de 0"*"*^072 de diamètre et de 483""» et 345"» de longueur, dont la partie supérieure communiquait à une lige isolée traversant une boîte à cuir; en faisant alors passer dans le vide feit à une pression de 5 millimètres, la décharge d'une batterie de dix-huit bocaux à travers ces fils, on a trouvé que la diminution moyenne était de 0,013 de la longueur du fil; or, pour un fil de platine de même diamètre, on avait trouvé 0",01 4 pour cette diminution dans l'air à la pression ordinaire. On peut donc conclure de là que celle-ci ne ^parait pas influer sur la production du phénomène (Ed. Becquerel).
En soumettant un fil de platine de 0""»,072 de diamètre à des décharges électriques successives, capables de le faire rougir sans fondre, on a remarqué qu'à la troisième ou quatrième décharge il n'est plus droit comme auparavant et il devient ondulé. A mesure que les décharges se succèdent, les parties ondulées augmentent de grandeur, sans jamais disparaître pour faire place à d'autres; en diminuant ensuite un peu la longueur du fil et faisant passer une nouvelle déchaîne, il ne se forme plus de nouvelles ondula^ tions; mais elles augmentent encore, quelle que soit la force de la décharge ; si Ton tient le fil tendu , la traction empêche l'effet d'être produit. Il semblerait résulter de cette expérience que le fil, par l'effet du passage de l'électricité, éprouve un mouvement ondulatoire dans le sens transversal , dont la vitesse est si grande que le fil conserve les ondulations produites par le passage de Télectricité dans les premiers instants (Ed. Becquerel).
Effets calorifiques produits par les courants électriques dans les fils métalliques homogènes. Lorsqu'un courant électrique d'une intensité sufSsante circule dans un fil conducteur homogène , il se manifeste aussitôt une élévation de température égale dans tous les points du fil.
Lorsqu'on fait usage de faibles courants électriques, et que les variations de température sont très-petites, il suffit de placer le fil
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traverflé par le courmit et teiHlu lon^iudmalemeot eirtre les ma* cbcMcea d'une pince thermo-éleotrique; les moindres variations dans la température du fil smit immédiatement, accusées par les déviations de l'aiguille aimantée d'un galvanomètre piureouru par le courant électrique produit dans la pince thermo-électrique qui sera décrite plus loin. Peltier^ en opérant ainsi ^ a reconnu que^ quelque faible que soit le courant qui circule dans le fil ^ il y a élévation de température; que la chaleur est la même dans toute la longueur du fil > à l'exception des extrémités où elle augmente ou diminue selon que les fils de jonction sont moins bons ou meilleurs conduc* teurs que le métal du fil.
On peut également manifester Teffet calorifique produit par un courant électrique faible en faisant passer ce courant dans Thélice d'un thermomètre métallique de Bréguet ; aussitôt que le courant circule, la déviation de Taiguille indique Félévation de la température (Delarive).
Quand les cour^ts sont plus énergiques, l'élévation de température est plus considérable; si les fils sont assez fins, alors ils peuvent fondre ou rougir. Four donner une idée des grands effets de chaleur produits par le passage de l'électricité dans les métaux, nous rapporterons les effets obtenus par Children avec une pile à la Vôllaston dont les couples avai^t des dimensions considérables; ch4«]ue plaque de ^nc avait S mètres de long et U°',8 de large, et chaque plaque de cuivre avait une surface double. Le nombre des couples était tel qu'il fallait vingt-un comparti^ ments présentant une capacité d'au moins 3,500 litres. D^ix cylin* dres de plomb étaient soudés aux deux pôles, et plongeaient par leurs extrémités libres dans des bains de mercure séparés. Il a commencé par déterminer la facilité avec laquelle différents métaux entrent en ignition quand ils font partie du noéme circuit. 11 s'est servi à cet effet de deux fils dé nature différente qui avaient l'un et l'autre 0*'',21 de longueur et 4 millimètre environ de diamètre. Chacun d'eux, d'une part, était en contact avec le mercure, et, de l'autre , était recourbé de manière à pouvoir s'accrocher l'un à l'autre. En chargeant l'appareil avec de l'eau renfermant ^ d'acide, il obtint les effets suivants :
Fils de platine et d'or Ignition du platine.
Fils d'or et d'argent Ignition de l'or.
Fils d'or et de cuivre Ignition des deux.
