CHAPITRE III

Conductibilité des corps pouf Pélectricité,

Résistance. Les corps sé comportent bien différernment , relati= vement à la manière dont ils conduisent l'électricité. Il nous est possible, maintenant que nous avons donné des notions sui les piles voltaïques ét sut leurs propriétés générales, d'indiquer les pro-

PHÉNOMÈNES GÉNÉRAUX. 19 cédés à l’aide desquels on détermine la conductibilité relative des différents corps.

Établissons d’abord ce que lon entend par résistance dun corps au passage de l'électricité. Plaçons sur une table un long fil de cuivre AB tendu entre deux pinces (fig. 42), en M un multiplica-

Fig. 42,

teur ou une boussole formée par un très-petit nombre de tours de fil de cuivre, et en N un couple voltaïque. Attachons l'extrémité A du fil de cuivre à l’un des bouts du multiplicateur, l’autre bout étant fixé à l’un des pôles du couple et autre pôle attaché à une pince en cuivre G que lon peut promener le long du fil AB. On voit que le circuit voltaïque sera composé du couple, du multiplicateur et de la portion du fil de cuivre comprise ‘entre C et À. Quand on opère ainsi, on voit que l'aiguille aimantée de N présente son maximum d’écartement quand CG est près de A, et tant que la pince reste en place laiguille est stationnaire sile couple est constant; mais si on fait glisser la pince C le long du fil, à mesure que l’on s'éloigne de A l'aiguille du multiplicateur indique une déviation de moins en moins grande. La déviation augmente au contraire quand on fait revenir la pince sur ses pas. Cette expérience ;très-simple montre donc qu'il passe d'autant moins d'électricité que la longueur du circuit à parcourir est plus longue , la source électrique étant la même. Les effets sont plus manifestes en se servant de fils de fer ou de platine très-fins. Il résulte de là que les corps, même les meilleurs conducteurs , offrent une certaine résislance au passage de l'électricité , mais les effets produits avec les différentes substances sont loin d’être les mêmes. Cela revient à dire qu'il n’y à pas de corps parfaitement conducteurs et qu'ils sont tous un peu isolants, de même que l’on ne connaît pas de corps isolants d’une manière absolue, attendu que lélectricité pénètre peu à peu à une petite profondeur dans le verre, la gornme laque, le soufre, etc, comme on l’a vu à propos des résidus électriques dans les condensateurs.

Plus les corps sont bons conducteurs, moins ils offrent de résistance. Si donc on peut mesurer les résistances relatives, on en

80 ÉLEUTHICITÉ DYNAMIQUE.

| déduira facilement les pouvoirs conducteurs en prenant les nombres É inverses (*). Dans les déterminations numériques, on fait usage des résistances relatives que les corps présentent au passage de l’élec- | tricité. Ce sont elles dontnous allons indiquer la détermination dans | les solides , les liquides et les gaz.

Résistance des corps solides. I] est d’abord indispensable de pouvoir introduire dans un circuit quelconque une longueur variable d’un conducteur, telle que celle d’un fil de cuivre, d’argent ou de platine, servant de type. Parmi les appareils les plus simples qui ont été proposés, nous citerons les deux suivants. Le premier

Fig. 43.

est le rhéostat, imaginé par M. Wheastone, et qui se compose de deux cylindres AB, CD, l’un en bois, le second en métal. Ils portent chacun un pas de vis, de sorte qu’un fil métallique peut s’enrouler sur le cylindre CD dans toute sa longueur. Une manivelle # permet de faire mouvoir à la fois les deux cylindres, c’est-à-dire d’enrouler le fil métallique sur le cylindre en bois, tout en le déroulant de dessus le cylindre de métal. Comme ou peut compter le nombre des révolutions des deux cylindres, et même les fractions de tours, on connaît à chaque instant la longueur du fil métallique enroulé sur le cylindre en bois. Il résulte de la disposition même de l’appareil que le cylindre CD, sur lequel le fil est enroulé primitivement, étant conducteur, si l'instrument fait partie d’un circuit voltaïque, en déroulant le fil on peut en introduire telle longueur que lon voudra dans ce cireuit.

(*) Soit R la résistance, C le pouvoir conducteur, on admet C.R = @, a étant une quantité constante.

PHÉNOMENES GEÉNEHAUX, ÿl

Le second appareil a été employé par Fun de nous dans les re-

cherches dont il sera question plus loin { E. Becquerel ). Il se compose d’une longue pièce de bois MN sur laquelle deux fils métalliques AB, CD, parallèles, sont tendus dans toute la longueur. Ils sont isolés Pun de l'autre, maintenus par leurs extrémités À et C dans des pinces de cuivre isolées , et tendus par leur extrémité B et D à l’aide de poids ; les deux poulies situées à Pextrémité N facilitent la tension convenable des fils. Un curseur P en cuivre, placé sur les fils, se meut sur toute leur longueur, et les touche toujours, quelle que soit la position qu'il occupe le long de la pièce de bois; une règle divisée indique à chaque instant cette position. Il est facile de comprendre qu’en éloignant le curseur de deux ou trois décimètres, on introduit dans le circuit deux fois plus de fil métallique, puisque deux ou trois décimètres de chaque fil se trouvent compris dans le circuit, le curseur P étant conducteur.

Les appareils précédents permettent donc d'augmenter un circuit quelconque dune longueur déterminée d'un fil métallique normal servant à comparer les résistances des différents corps. On peut employer les procédés suivants pour effectuer cette comparaison.

Si l’on ne possède qu'un multiplicateur ou une boussole à un fil, on commence par disposer un couple à courant constant (soit thermo-électrique, comme il sera dit plus tard, soit ordinaire) et donnant une déviation constante au multiplicateur. On introduit dans ce circuit le fil métallique sur lequel on agit et qui est tendu entre deux pinces; on s’arrange pour que l’on puisse diminuer ou augmenter la longueur de ce fil à l'aide d’une disposition analogue à celle qui est indiquée dans la fig. 42. On introduit également dans le circuit lun des deux instruments indiqués plus haut. Cela fait, on note la déviation constante du multiplicateur, observée avec une loupe ou avec une lunette, afin de la déterminer avec exac- Utude ; puis on diminue la longueur du fil d'essai d’un, deux, trois,

Tr. 6

quatre décimètres ou plus. La déviation de l'aiguille aimantée augmente, le circuit devenant moins résistant; mais alors, à l’aide du rhéostat, on introduit peu à peu dans le même circuit une certaine longueur: du fil métallique normal, jusqu’à ce que la déviation de l’aiguille aimantée diminuant soit revenue la même que précédemment. On est certain, dans ce cas, que les quelques décimètres de fil d’essai sont équivalents, en résistance, à la longueur du fil normal introduit dans le circuit. On opère de la même manière avec un ‘fil d’essai d’une autre substance ou d’un autre diamètre et on obtient son équivalent en résistance à l’aide d’une nouvelle longueur du fil normal. Alors il est évident que lesrapports des résistances des deux fils d’essai seront donnés par les rapports des nombres qui expriment les longueurs du filnormal introduit chaque fois dans le circuit; en outre, le rapport inverse de ces mêmes nombres donne le rapport des pouvoirs conducteurs des deux fils.

On peut obtenir les résistances comparatives des fils métalliques à l’aide d’une méthode qui est préférable à la précédente, en ce qu’elle est indépendante des petites variations qui peuvent avoir lieu dans lintensité du courant avec lequel on opère (E. Becquerel),

On fait usage d’un multiplicateur à deux fils LL’ formé d’un peut nombre de tours; les deux fils sont enroulés autour l'un de

Fig. 51.

VPautre et tordus de manière à ne faire qu’un seul ruban, dont on enveloppe le cadre HH, afin que les positions relatives des parties de chaque fil et des différents points de Faiguille aïimantée soient identiquement les mêmes. On divise le courant électrique émanant d’un couple FF’ en deux branches de façon que les deux courants partiels passent simultanément dans les deux fils, mais en sens inverse. On comprend que s’il y a identité de conductibilité des deux cireuits, aiguille aimantée se maintiendra à 0. On fixe la posi-

PHÉNOMÈNES GENERAUX. 83 tion du zéro à Paide d’une lunette O visant sur l'index #' et d’une vis G qui fait tourner le cadre du multiplicateur. Cela fait, on introduit dans le premier circuit le fil d'essai AA’, dont on peut varier la longueur à volonté ; à cet effet une pince mobile en cuivre Cese meut le long d'une règle de même métal «b et divisée, en sorte que si le fil AA est tendu entre les pinces A et A’, et que la pince À communique seule avec l’un des bouts du premier circuit et la règle de cuivre avec l'autre bout, la portion AG du fil métallique AA! sera seule introduite dans le circuit. Ainsi en faisant mouvoir cette pince on allongera ou on raccourcira lefil d'essai. Dans le deuxième circuit on place en DD'un rhéostat; on peut employer, comme l'indique la figure, celui qui a été décrit page 80. D’après cette disposition, rien n’est plus facile, avant chaque expérience, que de faire varier la longueur du fil normal EE! du rhéostat pour amener les deux circuits à avoir la même résistance, et afin de maintenir l'aiguille au 0, quelle que soit l'intensité du courant électrique. Une fois ce point atteint, on fait varier la longueur de AC d’une certaine quantité : l'aiguille aimantée est chassée dans un sens ou dans l'autre ; on fait ensuite varier la longueur du fil du rhéostat jusqu’à ce que le zéro soit atteint de nouveau. Alors on est certain que les longueurs du fil d'essai et du fil normal sont équivalentes comme dans les expériences précédentes.

Gette méthode permet de maintenir le fil d'essai enroulé en hélice autour d’un tube , à une température constante plus ou moins élevée, en le plongeant dans un bain d'huile chauffé, afin d’examiner l'influence de la chaleur sur la conductibilité des métaux.

L'examen des résultats obtenus à l’aide des conducteurs métalliques a conduit aux conséquences suivantes :

1° Dans un circuit métallique composé de fils différents placés bout à bout, l'intensité électrique est la même partout au même instant, en sorte qu’une aiguille aimantée promenée le long de ce circuit éprouve la même action.

2 La résistance Œun fil métallique est proportionnelle à sa longueur (Davy, Becquerel, etc.).

3° La résistance d’un fil métallique est en raison inverse de sa section, ou bien du carré du diamètre s’il est cylindrique (Davy, Becquerel , etc.).

Cette proposition est fort importante en ce qu’elle montre que l'électricité à l’état de courant ne s’accumule pas à la surface des conducteurs comme lorsqu'elle est à l’état statique, mais qu’elle

84 ÉLÉCTRICITYE DYNAMIQUE,

se propage de molécule à molécule dans la masse entière du COrps.

Il résulte de là que, dans les conducteurs plats, les courants électriques ne circulent pas plus facilement que dans les fils eylindriques à égalité de section; mais seulement, dans quelques cas, on en fait usage à cause de la facilité avec laquelle on les manie.

Dansles expériences précises, il faut déterminer directement les diunètres des fils que l’on veut comparer, car ils ne sont jamais parfaitement cylindriques. On peut employer à cet effet un petit appareil imaginé par Lebaillif et dont voici la description :

On place sur le porte-objet d’un microscope un micromètre À tracé

Fig. 46. sur verre et divisé en centièmes de millimètres. Ce micromètre glisse sur un autre morceau de verre sur lequel un trait est tracé; il est sollicité par un ressort P destinéà faire appuyer l'une contre l’autre bout à bout deux petites tiges a et b en cuivre; la tige b est formée par une vis qui permet d'avancer à volonté le micromètre À et d'amener le trait à coïncider avec lune des divisions du

micromètre. Si done on interpose entre les deux extrémités « et b de ces petites tiges un fil métallique, il se trouvera pincé suivant son diamètre, et la marche du trait vue au microscope en mesurera l’étendue. Cette opération répétée à angle droit en différents points du fil fait connaitre avec exactitude son diamètre.

4° Quand la température ne varie pas, la résistance d'un métal parait indépendante de l'intensité du courant.

5° La nature des métaux a une grande influence sur leur résistance à la conductibilité; à diamètre et à longueur égale, on a obtenu les résultats suivants à la température ordinaire de 42°,5

(E, Becquerel) :