POUVOIR INDUCTEUR SPÉCIFIQUE

La glace, les cristaux, les électrolvtes solidifiées sont aussi des isolants.

Certains liquides, comme le pétrole, la térébenthine, quelques huiles, sont aussi des isolants, mais inférieurs à la plupart des isolants solides.

DIÉLECTRIQUES.

Pouvoir inducteur spécifique.

52. Faraday a appelé diélectriques tous les corps dont le pouvoir isolant est tel que, si on les place entre deux conducteurs à des potenels différents, la force électromotrice qui agit sur ces conducteurs ne distribue pas immédiatement leurs électricités, de facon à ramener le potentiel à la mème valeur.

Il résulte des recherches encore inédites de Cavendish (!) que, antérieurement à 1773, 1l avait mesuré la capacité de plateaux de verre, de résine, de cire et de gomme-laque, et qu'il avait déterminé dans quel rapport ces capacités sont plus grandes que celles de lames d'air de mèmes dimensions.

Faraday, à qui ces travaux étaient inconnus, a découvert que Îa capacité d’un accumulateur dépend de la nature du milieu isolant placé entre les deux conducteurs, aussi bien que des dimensions et de la position relative des conducteurs eux-mèmes. En substituant à l'air d'autres substances comme diélectriques d'un accumulateur qu'on ne changeait en aucun autre point, il a trouvé que la capacité de l’accumulateur reste la mème quand on prend pour milieu isolant Pair ou un autre gaz, mais que celle capacité augmente dans un rapport différent pour chaque substance, lorsque l'on substitue à l'air de la comme-laque, du soufre, du verre, etc.

Grâce à une méthode de mesure plus sensible, Boltzmann a réussi à observer la variation du pouvoir inducteur spécifique des gaz à différentes pressions.

Cette propriété des diclectriques, que Faraday appelait pouvoir inducteur spécifique, est aussi désignée sous le nom de constante diélectrique de la substance. Par définition, c'est le rapport des capacités d'un accumulateur, quand il a pour diélectrique la substance donnée ou le vide.

Si le diélectrique n'est pas un bon isolant, il est difficile de mesurer

{', [Ces recherches ont été publiées depuis par Maxwell, sous le titre de : The electrical Researches of the honourable Henry Cavendish.]

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sa capacité inductive spécifique, parce que l’accumulateur ne garde pas sa charge assez longtemps pour qu'on puisse la mesurer; mais il est certain que la capacité inductive n'est pas une propriété spéciale aux bons isolants, et il est probable qu'elle existe chez tous les corps.

Absorption de l'électricité.

53. Dans des accumulateurs formés de certains diélectriques, on a observé les phénomènes suivants :

Un accumulateur qui, après avoir été électrisé pendant quelque temps, est déchargé brusquement, puis isolé de nouveau, manifeste une charge de mème sens que la première, mais moins énergique ; en sorte que l’on peut en tirer encore plusieurs décharges successives qui vont toujours en diminuant. Ce phénomène est appelé décharge résiduelle.

La décharge instantanée parait être loujours proportionnelle à la différence des potentiels des armatures au moment de la décharge, et le rapport de ces quantités est la capacité vraie de l’accumulateur: mais si l'on prolonge le contact de l'excitateur assez longtemps pour englober une partie de la décharge résiduelle, la capacité apparente de l’accumulateur, calculée d’après la décharge ainsi observée, sera trop grande.

L'accumulateur qui a été chargé, puis isolé, parait perdre sa charge par conduction; mais on trouve que cette déperdition est en proportion bien plus forte au commencement que plus tard, et que, par suile, une mesure de la conductibilité déduite de ce qui se produit dans les premiers moments serait bien trop forte. Ainsi, quand on fait l'essai d'isolement d’un câble sous-marin, l'isolement semble s'améliorer à mesure que l'électrisation se prolonge.

Des phénomènes thermiques, qui paraissent analogues à première vue, se produisent, dans le cas de la propagation de la chaleur, à travers un corps dont les côtés opposés sont maintenus à des températures différentes. Dans le cas de la chaleur, nous savons que ces phénomènes sont dus à la chaleur absorbée et cédée par le corps lui-même. On a donc supposé, dans le cas des phénomènes électriques, que l'électricité est absorbée et restituée par les parties du corps. Nous verrons toutefois, au $ 329, que ces phénomènes peuvent s'expliquer sans l'hypothèse de l'absorption de l'électricité, si l’on suppose que le diélectrique ne soit pas entièrement homogène.

Ce phénomène, que l'on appelle l'absorption électrique, n'est pas une absorption effective d'électricité par le corps : on peut le faire voir

DÉCHARGE DISRUPTIVYE, 61

en chargeant le corps d’une manière quelconque, pendant qu'il est renfermé dans un vase métallique fermé et isolé. Si, lorsque le corps a été chargé et isolé, le vase est déchargé pendant un instant, puis isolé de nouveau, il ne recoit plus aucune charge pendant que se dissipe graduellement l'électrisation du corps chargé qu'il renferme.

5%. C'est ce fait qu'exprime cet énoncé de Faraday : il est impossible de communiquer à la matière une charge absolue et indépendante d'une seule espèce d'électricité (1).

En fait, de toutes les expériences qui ont été tentées, il ressort que, quelles que soient les actions électriques qui se produisent dans un système de corps entourés d’un vase métallique, la charge sur la surface extérieure du vase ne change pas.

Or, si une quantité d'électricité, quelle qu’elle soit, pouvait pénétrer dans le corps et ètre absorbée par lui, ou y devenir latente, ou v exister à un état quelconque, sans être reliée par des lignes d’induction à une quantité égale d'électricité contraire; ou si, après avoir été absorbée, elle pouvait revenir à la surface et retourner à son mode d'action ordinaire, nous trouverions des changements dans l'électrisation du vase extérieur.

Et puisque jamais on ne trouve rien de pareil, Faraday conclut qu’il est impossible de communiquer à de la matière une charge absolue, et que jamais aucun changement d’état ne peut, dans aucune portion de matière, produire ou dissimuler l’une ou l’autre espèce d'électricité. Par suite, il regardait l'induction « comme la fonction essentielle et pour la production initiale de lélectricité, et pour les phénomènes ultérieurs». Pour lui, « l'induction » est (1298) un état de polarisation des molécules du diélectrique, dans lequel chaque molécule est posiüve d'un côté et négative de l'autre, les électrisations positive et nésative étant toujours exactement égales sur chaque molécule.

Décharge disruptive (?).

es

55. Si la force électromotrice qui agit en un point d’un diélectrique croit graduellement, elle atteint finalement une limite pour laquelle il e produit à travers le diélectrique une décharge électrique brusque, “énéralement accompagnée de lumière el de bruit, ainsi que d'une rupture temporaire ou permanente du diélectrique.

(') Exp. des, vol, 1, série NT, S I (On the absolute charge of matter); ct 1244.

(?) Fou: Fanaoav, Exp. Res., vol. 1, stries IT et XTT.

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L'intensité de la force électromotrice pour laquelle cette décharge se produit est la mesure de ce que nous pouvons appeler la force électrique du diélectrique. Elle dépend de la nature du diélectrique: elle est plus grande pour l'air dense que pour l'air raréfié, plus grande pour le verre que pour l'air; mais, dans tous les cas, si la force électromotrice devient suffisamment grande, le diélectrique cède, et son pouvoir isolant est détruit, en sorte qu'il est traversé par un courant d'électricité. C'est pour cela que des distributions d'électricité qui donneraient en un point quelconque une force résultante infinie ne peuvent exister dans la nature.

Lr

L'elfluve électrique.

Par exemple, si l'on électrise un conducteur présentant une pointe aiguë, la théorie, fondée sur l'hypothèse que le conducteur garde sa charge, nous amène à celte conclusion que, à mesure qu’on approche de la pointe, la densité superficielle de l'électricité va croissant sans limite, et qu'à la pointe elle-mème la densité superficielle et, par suite, la force électrique résultante deviennent infinies. Si l'air, ou tout autre milieu environnant le corps, avait un pouvoir isolant absolu, ce résultat se présenterait effectivement; mais, en réalité, dès que la force résultante a atteint une certaine limite dans le voisinage de la pointe, le pouvoir isolant de l'air devient insuffisant, et Fair devient conducteur aux environs de la pointe. À une certaine distance de la pointe, la force résultante n'est plus suftisante pour vaincre la résistance de l'air : le courant électrique est alors arrète, et l'électricité s'accumule dans l'air autour de la pointe.

Cette pointe est donc environnée de molécules d'air chargées de la mème espèce d'électricité qu'elle-mème. L'effet de cet air chargé eutourant la pointe est de soulager l'air, qui est à la pointe mème, d’une partie de cette force électromotrice énorme à laquelle 1l serait soumis si le conducteur seul était électrisé. En fait, la surface du corps électrisé n'est plus po.ntue; car la pointe est entourée d'une masse arrondie d'air électrisé, dont la surface, plutôt que celle du conducteur solide, peut ètre regardée comme formant la surface extérieure du conducteur.

Si celle portion d’air électrisé pouvait être maintenue au repos, le corps électrisé conserverait sa charge, sinon sur lui-même, du moins dans son voisinage. Mais les molécules d'air électrisé, libres de se mouvoir sous l'action de la force électrique, tendent à s'éloigner du corps éleetrisé, puisqu'il est chargé d'électricité de même espèce. Les molé-

L'EFFLUVE ÉLECTRIQUE. 63 cules d'air électrisé tendent donc à s'éloigner suivant la direction des lignes de force, et à s'approcher des corps environnants qui sont chargés d'électricité de nom contraire. Quand elles sont parties, d'autres molécules d'air non électrisées prennent leur place autour de la pointe ; et, puisque celles-ci ne peuvent plus garantir celles qui sont placées à la pointe mème d'une tension électrique excessive, une nouvelle dècharge se produit, après laquelle les molécules qui viennent d'être électrisées s'éloignent; el ainsi de suite, lant que le corps reste électrisé.

De cette façon, il se produit les phénomènes suivants :

A la pointe et à côté d'elle, il v a une effluve permanente due aux décharges continuelles qui se produisent entre la pointe et l’air qui est dans son voisinage immédiat.

Les molécules d'air électrisé, tendant à s'éloigner dans la même direction générale, produisent un courant d'air partant de la pointe, formé par les molécules d'air électrisé, et probablement par d'autres encore entrainées par les premières. En favorisant, par un moyen artificiel, ce courant d'air, nous pouvons auymenter l'effluve; nous l'empècherons de continuer, si nous faisons obstacle à la formation du courant (!).

Le vent électrique est quelquefois très rapide dans le voisinage de la pointe, mais il perd bientôt sa vitesse, et l'air avec ses molécules électrisées est entrainé dans les mouvements généraux de l'atmosphère. formant un nuage électrique invisible. Quand les molécules chargées arrivent près d’une surface conductrice, un mur par exemple, elles induisent sur cette surface une charge opposée à la leur et sont alors attirées vers le mur: mais, comme la force électromotrice est faible, elles peuvent rester longtemps sans être allirées jusqu'à sa surface et sans être déchargées. Elles forment ainsi une atmosphère électrique adhérente au conducteur, dont la présence peut quelquefois ètre reconnue au moven de l'électromètre. Les forces électriques qui agissent entre de grandes masses d'air électrisé ct les autres corps sont extrèmement faibles en comparaison des forces qui produisent les vents en raison des inégalités de densité dues aux différences de températures ; ilest donc très peu probable qu'une partie appréciable des mouvements des nuages orageux ordinaires soit duc à des causes élecrique.

d'y Poir Paisieex, istoire de ÜElcetricites ps 115 et 5913; et Cavexmisn, £lec-

trical researches (Phil. Trans, 1571, S 4); où Zeimpression des Œuvres de Cavendish, S 120.

6j 1'© PARTIE, CHAP. I. — DIÉLECTRIQUES.

Le transport de l'électricité d'un point à un autre, par le mouvement des molécules électrisées, est appelé la convection électrique ou la décharge convective.

L'effluve électrique est donc produite par un passage continu d'électricité à travers une petite quantité d'air dans laquelle la tension est très élevée; les molécules d'air environnantes sont ainsi chargées el entrainées par le vent électrique, qui est un élément essentiel du phénomène.

L'effluve s'établit plus aisément dans l'air raréfié que dans Pair dense, avec une pointe positive qu'avec une pointe négative. Cette différence et plusieurs autres, entre l'électricité positive et l'électricité négative, doivent ètre éludiées par ceux qui désirent découvrir quelque chose relativement à la nature de l'électricité. On ne les a point encore ramenées d'une façon satisfaisante à aucune des théories existantes.

L'aigrette électrique.

96. L’aigrette électrique est un phénomène que l'on peut produire en électrisant une pointe mousse, ou une petite boule, de manière à produire un champ électrique dans lequel la tension diminue quand on s'éloigne de la surface, mais d’une facon moins rapide que dans le cas précédent. Elle consiste en une succession de décharges, qui vont en se ramifiant et en divergeant de la boule dans l'air, et qui se terininent soit en chargeant certaines parties de l'air, soit en atteignant un autre conducteur. Elle est accompagnée d’un son, dont la hauteur dépend des intervalles qui séparent les décharges successives, et il n'y a pas de courant d'air comme dans le cas de la lueur.

L'étincelle électrique.

91. Si la tension est considérable, dans tout l'espace qui sépare deux conducteurs, par exemple dans le cas de deux boules dont la distance n’est pas grande en comparaison de leurs rayons, la décharge, quand elle se produit, prend ordinairement la forme d’une étincelle, par laquelle presque toute l'électrisation se décharge d’un coup.

Dans ce cas, si une partie du diélectrique vient à céder, les parties qui sont, de part ct d'autre, dans la direction de la force électrique, sont elles-mêmes mises dans un état de tension plus grande et cèdent également, et la décharge chemine tout droit à travers le diélectrique; de même, si lon fait une petite entaille sur le bord d'une feuille de papier, et que l’on applique ensuite une tension dans la direction du