RE

universel , on peut le suspendre verticalement, l’une des extrémités étant fixée entre les branches d’une pince, et l’autre servant à soutenir un poids pour tendre légèrement 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’en 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 183" et 345m» de longueur, dont la partie supérieure communiquait à une tige isolée traversant une boîte à cuir ; en faisant alors passer dans le vide fait 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",011 pour cette diminution dans l'air à la pression ordinaire. On peut donc conclure de là que celle-ci ne ,paraît 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. À 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 décharge, il ne se forme plus de nouvelles ondulations; mais elles augmentent encore, quelle que soit la force de la décharge ; si l’on 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 l'électricité 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 suffisante 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

traversé par le courant et tendu longitudinalement entre les mâchoires d’une pince thermo-électrique; les moindres variations dans la température du fil sont immédiatement accusées par les déviations de l’aiguille aimantée d’un galvanomètre parcouru 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 conducteurs que le métal du fil.

On peut également manifester l'effet calorifique produit par un courant électrique faible en faisant passer ce courant dans lhélice d’un thermomètre métallique de Bréguet ; aussitôt que le courant circule , la déviation de l'aiguille indique Pélévation de la température (Delarive).

Quand les courants sont plus énergiques, l’élévation de température est plus considérable ; si les fils sont assez fins, alors ils peuvent fondre ou roëgir. Pour 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 Vollaston dont les couples avaient des dimensions considérables; chaque plaque de zinc avait 2 mètres de long et 0,8 de large, et chaque plaque de cuivre avait une surface double. Le nombre des couples était tel qu’il fallait vingt-un compartiments présentant une capacité d’au moins 3,500 litres. Deux cylindres 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 même circuit. Il s’est servi à cet effet de deux fils de nature différente qui avaient l’un et l’autre 0”,21 de longueur et 1 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 lun 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.

Fils d’or et de fer....,,..,... Ignition du fer.

Fils de platine et de fer..... .. Ignition du fer, et quelque temps après du platine.

Fils de platine et de zinc....... Ignition du platine, et quelque-

fois fusion du zinc.

Fils de zinc et de fer........: Ignition du fer, échauffement du zinc sans fusion.

Fils de plomb et de platine..... Fusion du plomb dans son point de conctact avec le platine.

Fils d’étain et de platine...... Fusion de l’étain au point decon-

tact, Fils de zinc et d’argent........ Ignition du zinc avant d’être fondu.

Trois paires de fils de platine et HAPSENT EEE Re ec ...... Ignition des fils de platine. Un fil de zinc entre deux de pla- LINE... 5% osent lgnitionides/fils deplatines

Nous voyons par ces résultats que, des deux fils soumis à l’expérience , celui qui rougit est précisément le moins bon conducteur de l'électricité, et que, lorsqu'on expérimente avec des fils mauvais conducteurs, c’est précisément aux points de contact où électricité éprouve le plus de résistance que Pignition se manifeste.

Ayant chargé ensuite sa pile avec un liquide composé d’eau et de :/; de son poids d'un mélange d’acide azotique et d’acide sulfurique , et soumis à l’expérience des fils de platine de différentes longueurs et de différents diamètres , il a obtenu les résultats suivants :

Fil de platine de 1",81 de long et de 3 millimètres de diamètre : il est devenu rouge dans toute sa longueur;

Fil de platine de 2,80 et de 12 millimètres de diamètre : il s’est échauffé jusqu’au rouge ;

Tige de platine de 5 millimètres en carré et de 0,06 de long : elle s’est échauffée au rouge et a fini par entrer en fusion.

En plaçant de l'iridium ou de l’alliage d’iridium et d’osmium au fond d'une petite cavité pratiquée dans un morceau de charbon bien recuit et flottant à la surface du mercure dans l’un des bassins, et fermant le circuit avec un morceau de charbon en communication avec l’autre bassin au moyen d’un gros fil de cuivre, il obtint les effets suivants avec la pile fortement chargée : Piridium

se fondit en globules pesant 05,37 et renfermant encore quelques cavités. Dans cet état, il était brillant et avait une densité égale à 18,68. L’alliage d’iridium et d’osmium se fondit aussi en globules.

On peut se servir, pour mesurer la quantité de chaleur dégagée par le passage des courants électriques dans un fil métallique, d’un procédé analogue à celui que MM. Delaroche et Bérard ont employé pour mesurer les chaleurs spécifiques des gaz. Pour arriver à ce résultat, ils faisaient circuler dans le serpentin d’un calorimètre un courant constant de gaz à la même pression , élevé à une température également constante; ce gaz cédait une partie de sa chaleur à l’eau du calorimètre, et il arrivait un moment où la température de ce calorimètre était stationnaire : ce moment était celui où, dans un même temps, la quantité de chaleur perdue par refroidissement était la même que celle fournie au calorimètre par suite du passage du gaz dans le serpentin.

Au lieu d’un courant constant de gaz, on a employé un courant constant d'électricité, et on a substitué au serpentin un fil métallique enroulé autour d’une spirale de verre plongeant dans un petit calorimètre. Le courant électrique élève la température de l’eau du calorimètre, et, à l’aide d’un thermomètre très-sensible, on peut avoir sa température. Il arrive nécessairement un moment où cette température est stationnaire; à cet instant, si l’on arrête l’expérience, que l’on note la vitesse de refroidissement en se servant de la loi de Newton, qui est exacte pour des températures peu élevées, on a la quantité de chaleur fournie dans un temps donné par le courant, en calculant la quantité de chaleur perdue par le calorimètre pendant ce même temps, si la température reste stationnaire. Ce procédé, comme on le voit, est susceptible d’une grande exactitude (E. Becquerel).

Hig96; La figure 96 représente le calorimètre servant à mesurer la quantité de chaleur dégagée par le passage du courant. Le calorimètre MM' est en cuivre mince et rempli d’eau; son couvercle est muni d’une tubulure à l’aide de laquelle on place un thermomètre TT' très-sensible dans son intérieur; les côtés sont percés en € et c' de deux ouvertures qui permettent de fixer deux petits tubes de verre dans lesquels passent deux fils de cuivre cd, c'd'

servant à établir la communication du fil AB que l’on dispose dans l'intérieur du calorimètre, avec la pile. Le fil intérieur AB est enroulé autour d’un tube de verre contourné de sorte que les nombreuses spires isolées les unes des autres forment en définitive une longueur assez grande de fil dans l'intérieur du petit calorimètre.

Connaissant le poids de l’eau , la chaleur spécifique du calorimètre, celle du thermomètre et du fil, il est facile d’en conclure la quantité de chaleur produite dans un temps donné par suite du passage de l'électricité dans le fil (E. Becquerel).

On arrive ainsi aux lois suivantes :

4° La quantité de chaleur dégagée par le passage d’un courant électrique dans un fil métallique est en raison directe du carré de la quantité d'électricité qui passe dans un temps donné.

2 Elle est en raison directe de la résistance à la conductibilité de ce fil, ou en raison inverse du pouvoir conducteur.

Ces lois sont les mêmes que lors du passage de l'électricité libre dans les fils métalliques (Joule, E. Becquerel, Botto, etc.) (*).

(*) En appelant M la quantilé de chaleur dégagée par rapport à celle qui élève de 0 à 1°, 1 gramme d’eau; Q la quantité d'électricité qui passe, mesurée en prenant pour unité la quantité qui, en décomposant l’eau, donne par minute 1 centimètre cube de mélange d'hydrogène et d'oxygène ramené à 0° et à 0,76 de pression , correction faite de la vapeur d’eau; R la résistance à la conductibilité du conducteur, on a:

M=ARQ?, A étant un coefficient constant. :

D’après les expériences, avec un fil de platine de 1 mètre de longueur et de 1 millimètre de diamètre on aurait :

Avec ce nombre, et à l’aide des coefficients de résistance donnés page 85, en ayant égard à la longueur et au diamètre de fil, on peut avoir la quantité de chaleur dégagée dans un fil quelconque.

Ayant la quantité de chaleur dégagée, il est aisé de trouver l'élévation de température développée en chaque point d’un fil métallique, s’il n’y avait pas de déperdition. Introduisons dans l'expression de M la conductlibilité qui est fonction du coellicient de conductibilité C, de la longueur L et du diamètre D du fil , on aura :

Va ARE M=— c'i Q°.

Soit £ l'élévation de température de chaque point au-dessus de celle du milieu ambiant, d la densité du fil, y sa chaleur spécifique; on arrive à l'équation : &A Q?

1 cyd * Do formule indépendante de la longueur L. On voit par là que : 1° Quelle que soit la longueur d’un fil métallique, pourvu que son diamètre

Fils plongés dans différents milieux. 1 est facile de démontrer l'influence de la chaleur sur la conductibilité des fils, et par suite sur l’échauffement du fil lui-même.

Des expériences de Davy, répétées depuis, et qui semblent paradoxales, vont mettre le fait en évidence. Lorsqu'un fil rougit à l'air par suite du passage d’un courant énergique, si l’on place ce fil dans un liquide capable de le refroidir, l’eau, l'alcool , l'huile, il cesse d’être rouge, et la quantité d'électricité qui passe devient plus considérable. Ce résultat est dù à ce que ; le fil étant à basse température, sa résistance à la conductibilité est moindre. (Voir p. 87.) Un fil étant rougi par un courant dans toute sa longueur, si l'on applique un morceau de glace sur une portion du fil rouge ou qu’on y dirige un courant d’air froid, toutes les autres parties du fil passent du rouge au rouge blanc. En effet, en refroiïdissant

soit constant, s’il passe la même quantité d'électricité dans ce fil, l'élévation de température en chaque point sera toujours la même.

Cette loi a été observée par Peltier à l’aide de la pince thermo-électrique.

2° L’élévation de température est, toutes choses égales d’ailleurs, en raison inverse de la quatrième puissance du diamètre.

Ces deux lois Sont les mêmes que pour l'électricité statique. Comme les inconpues sont L, D, Q, loutes quantités facilement observables, età dont nous avons

donné la valeur pour le platine, qui peut être trouyé pour chaque espèce de fil en connaissant C, on peut immédiatement trouver l'élévation de température d’un fil quelconque, en supposant qu’il n’y ait pas perte par le refroidissement dans Fair.

Pour le fil de platine de { millimètre de diamèlre on aurait

& = 0°,0368590Q!?, et pour un fil de = de millimètre de diamètre 4 = 368°,590°.

Q exprimant en centimètres cubes le mélange de gaz provenant de la décomposition de l’eau produite par le courant.

Il est facile d'indiquer, d’après les lois précédentes, quel estle maximum de chaleur dégagée par une pile d’une résistance déterminée dans un fil métallique extérieur. Soient R et 7 les résistances de la pile et du fil, à l'intensité du courant électrique.

ALES . ne E AY: n s On à d’après la formule de la pile i = ——. Or la quantité de chaleur dégagée dans Lr le fil étant proportionnelle à &? et à r, on aura, m étant un coefficient constant : mE?r CEE Or, si r varie, Q est susceptible d’un maximum lorsque r = R. Cela revient à dire que si l’on prend un fil métallique dont la résistance soit égale à celle de la pile, celle-ci développe dans le fil extérieur le maximum de chaleur qu’elle peut produire (E. Becquerel).

une portion du fil, on diminue sa résistancé, on augmente la conductibilité du système, et dès lors, la quantité d'électricité qui passe étant plus grande, les autres portions du fil augmentent de température,

Les résultats obtenus par M. Grove en plongeant les fils dans différents gaz peuvent s'expliquer de la même manière. Il a trouvé que des fils égaux développaient dans différents gaz des quantités de chaleur différentes, et que dans l'hydrogène la quantité de chaleur dégagée était plus forte que dans d’autres milieux. Cela tient sans doute à ce que les fils métalliques se refroidissent inégalement vite dans les différents gaz, et qu'ayant alors des tempéatures différentes, quoique de même nature, ils ne présentent pas la même résistance à la conductibilité.

Fig. 97. L'expérience suivante de M. Grove vient à l’appui de cette explication : on place une hélice en fil de platine S à l'extrémité de deux fils de cuivre ab, ab’; puis on fait passer à l’aide de deux ou trois couples dans les fils et dans l’hélice , un courant électrique capable de maintenir celle-ci au rouge sombre dans Pair. Si l’on place alors sur le système une cloche AB remplie de gaz hydrogène, quand l’hélice S est au milieu du gaz, elle n’est plus maintenue au rouge; en enlevant la cloche au moment où l’hélice se retrouve dans l’air, elle redevient rouge. La même quantité d’électricité qui passe dans l'hélice ne donne donc pas lieu aux mêmes effets calorifiques ; cela se conçoit : le refroidissement étant plus rapide dans le gaz hydrogène, la température du platine est moindre, sa résistance à la conductibilité l’est également, et par conséquent il se comporte comme un fil de platine plus gros lorsqu'il est plongé dans le gaz hydrogène que lorsqu'il est environné d’air. On peut faire une expérience analogue en plaçant dans Paxe d’un tube de verre un fil de platine et le faisant traversér par un courant électrique capable seulement de le porter au rouge sombre ; si l’on fait alors circuler dans le tube un courant d'hydrogène et qu’on mette de nouveau le fil dans le circuit voltaïque, il ne rougira plus. En introduisant l’air, comme précédemment, la température rouge est de nouveau atteinte.

Emploi de l'élévation de température des fils pour obtenir des fusions. Il est facile de comprendre également qu’en s’opposant au refroidissement d’une certaine étendue dun fil métallique , sa température s'accroit. Ainsi, lorsqu'on enroule une partie d’un fil de

platine en hélice, de façon que les spires ne se touchent pas, un courant électrique peut porter au rouge la portion du fil qui est enroulée, alors que les parties longitudinales attenantes quoique échauffées, restent sombres. En effet, ces parties longitudinales se refroidissent plus vite que les parties de spires voisines lune de l’autre.

Cette propriété des hélices a été mise à profit comme il suit pour obtenir des fusions. Le fil de platine tenu en incandescence par le passage continu d’un courant provenant d’une pile à courant constant est reployé en hélice conique; une partie du rayonnement s'opère dans l’intérieur de cette hélice, qui acquiert une température excessive, capable de produire des effets de fusion. Le diamètre de la base de la spire peut varier depuis 2 jusqu’à 10 millimètres et même au delà, selon l'intensité du courant. On emploie habituellement une pile composée de 10 à 20 couples à courant constant. Le diamètre du fil peut varier de 1 à ! millimètre.

L’hélice devenant le foyer de chaleur, on place dans son intérieur les creusets destinés à contenir les substances soumises à l’action de la chaleur. Ces creusets sont en charbon, en platine, en argent ou en porcelaine, suivant la nature des effets que l’on veut produire.

Fig. 98. On dispose le système sous une cloche, ainsi que le représente la figure 98, pour que l’on puisse opérer dans le vide ou dans un gaz quelconque. Pour former le petit creuset on prend un morceau de charbon que l’on taille en cône, et dont on évide l’intérieur afin d'y placer la substance d'essai. Dès l'instant que le courant circule, si l'expérience a lieu dans l'air, le charbon entre en combustion, ce qui produit un dégagement de chaleur tel, que l’hélice, le charbon et la substance d’essai sont à la température rouge blanc. Si la substance est un sulfate alcalin, quelques instants suffisent pour effectuer sa transformation en sulfure, comme il facile de le constater en plaçant le produit sur une pièce d'argent nouvellement décapée, avec une goutte d’eau : la pièce est noircie immédiatement. Si le creuset renferme un flux alcalin, la cendre provenant de la combustion du charbon se fond avec le flux,

et forme une enveloppe vitreuse mince qui entoure les spires du fil.

Veut-on encore augmenter la température, on place sous l’hélice une lampe à alcool dont la flamme enveloppe entièrement le creuset. La chaleur devient souvent si intense, qu’elle fond quelquefois des fils de platine d’un assez gros diamètre. Les creusets de platine doivent être formés d’une feuille très-mince de ce métal, et appliqués dans l’hélice de manière à ne la toucher que dans quelques points seulement. On peut, pour éviter le contact, placer une couche très-mince de verre. Les creusets de porcelaine sont à parois très-minces, et doivent être faits sur le modèle des petites coupelles de M. Lebaillif, avec cette différence toutefois que celles-ci sont plates, et que les creusets ont la forme qui leur est propre.

Outre lhélice, on emploie aussi des spirales à spires plus ou moins serrées, sur lesquelles on pose les coupelles capsules, etc.

Si l’on ne veut pas augmenter l’incandescence avec une lampe à alcool, on entoure l’hélice d’un cylindre de platine poli intérieurement , qui réfléchit la chaleur sur le creuset (Becquerel).

Effets de chaleur produits lors du passage de l'électricité d’un métal dans un autre métal. Lorsqu'un fil est homogène, les phénomènes calorifiques sont les mêmes dans une section quelconque; mais si la résistance vient à augmenter ou à diminuer en un point, alors la température s’accroit ou se maintient plus bas que précédemment. L'augmentation de température est donc un indice de l’augmentation de résistance. C’est, en effet, ce qui arrive lorsqu'un courant circule à travers deux fils de même substance juxtaposés bout à bout en les faisant toucher ensemble : si ces fils ont le même diamètre, on observe en général , aux points de jonction, une élévation de température plus considérable que dans les autres parties du fil; mais, si on les soude ou que le contact soit bien établi, alors cet excès de température disparaît, et les effets calorifiques sont partout les mêmes.

Il résulte des observations faites, que lorsque les deux fils de même nature sont décapés et se touchent au moins dans une étendue égale à la section du fil, alors il n’y a pas augmentation de résistance au point de jonction.

Si les fils ne sont pas de même nature, quoique de même diamètre, les phénomènes ne sont plus les mêmes; ils se compliquent des effets qui résultent du passage de l'électricité d’un corps dans un autre. Peltier s’est servi, pour faire ces observations, de l’ap-

Fig. 98 bis.

Fig. 98 ter. pareil représenté figures 98 bis et 98 ter, à l’aide duquel il à pu accuser des différences de température très-faibles dans les circuits métalliques et que nous avons mentionnées plus haut. Cet appareil consiste en une pince thermo-électrique FH ou AB, dont les branches sont terminées chacune par une soudure bismuth et antimoine ;-cette pince s’applique sur le fil métallique IK soumis à ’expérience, de façon que les deux soudures pressent, à l’aide d’un ressort, deux points opposés d’une même section du fil; les couples sont liés entre eux et communiquent à un galvanomètre très-sensible G. Afin d'éviter la communication métallique entre la pince et le fil, on met entre eux deux petits morceaux de papier de soie très-mince. Une crémaillière R permet de promener la pièce FH le long du fil ou des tiges métalliques soumises

aux expériences.

Un autre galvanomètre N sert à indiquer l'intensité du courant fourni par une source électrique P, et qui passe dans le circuit IK dont on étudie les changements de température.

Cet appareil très-sensible a permis @e constater que le plus faible courant électrique qui cireule dans un fil suffit pour élever sa température. Il peut être considéré comme un thermoscope, et non comme un instrument mesureur, car il permet d'observer seulement les effets dus à l’excès de chaleur prise par la partie inférieure des pinces sur les pertes qui ont lieu par suite du refroidissement du fil.

Les résultats des observations de Peltier l’ont conduit aux conclusions suivantes :

{° Lorsque l’électricité, en parcourant un circuit, traverse la

A L'ÉLECTRICITÉ. 319 surface de jonction de deux fils métalliques, Pélévation de tempé- ‘ature n’est pas la même suivant le sens du courant, toutes choses égales d’ailleurs, et l'intensité de ce dernier ne changeant pas; tandis que de chaque côté, dans les autres parties du circuit, les effets restent les mêmes dans les deux circonstances.

2 Si l’on fait usage d’antimoine ou de bismuth, et que, par exemple, ces deux métaux soient soudés bout à bout (fig. 98 ter), si la direction du courant est telle que l'électricité positive aille du bismuth à l’antimoine, on observe une élévation de température plus considérable que dans le reste du circuit, tandis que, si c’est l'inverse, la pince thermo-électrique indique un abaissement de température aux points de jonction.

Il faut, pour que cet abaissement de température se manifeste, que le courant électrique soit très-faible; si son intensité est trop considérable, il y a une élévation de température dans les deux cas; mais dans le second il est beaucoup plus faible, ce qui indique qu’il existe toujours une différence d'effet suivant le sens du courant.

Cet abaissement de température a été rendu également appréciable en plaçant la soudure dans un thermomètre à air. On a même, depuis cette époque, varié cette expérience remarquable et abaissé la température de la soudure de deux tiges de bismuth et d’antimoine jusqu’à zéro avant le passage du courant; alors, en plaçant une goutte d’eau dans une cavité pratiquée sur la soudure, et faisant passer un courant électrique dans une direction convenable, labaissement de température qui en résulte suffit pour faire descendre la température de l’eau au-dessous de zéro et la faire congeler.

L’antimoine soudé au cuivre ou à un autre métal donne des effets analogues; avec des courants très-faibles en intensité, on a un abaissement de température quand le courant va du cuivre à l’antimoine ; élévation lorsque c’est l'inverse.

Le bismuth soudé au cuivre donnant des effets inverses, on observe une élévation de température quand le courant va du cuivre au bismuth, abaissement lorsqu'il passe du, bismuth au cuivre.

Le fer ordinaire en fil peut donner des abaissements de température au-dessous de la moyenne, pourvu que l’on fasse usage d’un courant électrique dune très-faible intensité. On observe ces effets soit en soudant les fils de même diamètre ou de diamètre différent, soit en les réunissant après les avoir décapés, mais de façon qu'ils

se touchent sur une étendue plus grande que celle qui serait égale à la section du plus petit fil.

On peut , du reste, représenter les effets obtenus dans le tableau suivant, qui ne contient qu’un petit nombre des soudures que l’on peut former, mais suffisant pour montrer en quoi consiste le phénomène; il est nécessaire que l’on fasse seulement usage d’un courant très-faible, provenant soit d’un couple thermo-électrique, soit d’un faible couple à courant constant (E. Becquerel).

Il y a abaissement lorsque le courant va :

du bismuth au cuivre.

du cuivre à l’antimoine.

Éffets donnant lieu ; du bismuth à l'antimoine. à un abaissement de température. .

Action énergique. ..

| Abaissement de température lorsque le courant va :

du cuivre au fer.

du platine au fer.

Effets {rès-faibles...

| L'élévation de température est moindre { Action marquée sans | lorsque le courant va :

abaissement de tem- du platine au cuivre.

Effets donnant lieu | pérature. du plomb au cuivre. à une différence de l’élain au cuivre.

de température. . ! Élévation moindre lorsque le courant

Action frès-peu sen-} passe :

\NSIDIES. ......... du zinc au cuivre.

du cuivre à l'argent.

On n’observe pas d'effets analogues dans des fils de même métal et de diamètre différent.

Si l’on examine quelles sont lesrelations qui existent entre ces résultats et les autres propriétés physiques des substances employées, on reconnaît que le pouvoir conducteur pour l'électricité n’y joue pas le principal rôle ; car tantôt c’est l’abaissement, ou la moindre élévation de température qui a lieu en passant d’un meilleur conducteur dans un moins bon; exemple : cuivre-antimoine, cuivrefer, etc. ; tantôt c’est l’inverse ; exemple : bismuth-cuivre, platinecuivre, etc. Cependant, en dehors des effets indiqués dans la première division, tous les effets obtenus semblent montrer, pour les métaux autres que l’antimoine et le fer, que, lorsque le courant va d’un moins bon conducteur dans un meilleur, Pélévation de température est moindre.

Il est possible que ce phénomène soit lié d’une manière beaucoup plus générale aux résultats déjà connus. Si l’on cherche, en effet,

quel serait le sens du courant électrique développé par une faible élévation de température des soudures citées (indépendamment des inversions auxquelles donnent lieu des variations considérables de température), on voit que tous les métaux dont les noms sont au second rang dans le tableau cité plus haut prendraient l’électricité positive ; c’est-à-dire que les couples développeraient dans un circuit un courant thermo-électrique dont la direction serait la même que celle qui produit un abaissement de température, ou, pour mieux dire, une élévation moindre de température à la soudure de jonction. Alors on pourrait formuler de la manière suivante les effets observés :

«Lorsqu'un courant électrique circulant dans un circuit métallique hétérogène composé de deux métaux arrive à la surface de séparation de ceux-ci, alors, l'élévation de température restant la même dans le reste du circuit, celle qui a lieu à la surface de jonction dépend du sens du courant, l'intensité électrique ne changeant pas. Si sa direction est la même que celle du courant thermo-électrique auquel on donnerait naissance en chauffant ces métaux, l'élévation de température à la surface de jonction est moins forte. Si cette direction est inverse de celle du courant électrique auquel donnerait lieu Péchauffement, l'élévation de température est plus considérable. Il y a même des métaux qui, dans le premier cas, donnent un abaissement de température au-dessous de la moyenne » (E. Becquerel).

Si l’on voulait se jeter dans le champ des hypothèses, en poussant plus loin cette conséquence, on remarquerait que, lorsqu'on forme un circuit composé de deux métaux, et que l’on échauffe une des soudures, il se produit un courant électrique qui agit comme courant pour abaisser la température de cette soudure; alors cet abaissement compense continuellement une partie de l’échauffement dû à la chaleur communiquée par la source calorifique, ce qui semble donner lieu à une véritable absorption ou perte de chaleur. Cela indiquerait une transformation de chaleur en électricité, et viendrait à l’appui des résultats sur lesquels nous aurons occasion de revenir plus loin. En tout cas, les effets calorifiques qui se manifestent aux surfaces de jonction des métaux indiquent un changement de résistance à la conductibilité, l’augmentation de température correspondant à une augmentation de résistance, et l’abaissement de température à un passage plus facile de Pélectricité; ce sont donc deux ressauts opposés qui se mani-

E = . nn nee

festent suivant le sens d’après lequel l'électricité chemine (E. Becquerel).

Effets de chaleur produits lors du passage de l'électricité dans les liquides et dans les circuits mixtes. L’électricité, en traversant les liquides, donne toujours lieu à une élévation de température; mais les effets se compliquent des résistances qui se produisent lors du passage de cet agent des conducteurs métalliques dans les dissolutions, et par suite de la présence des gaz qui se dégagent aux pôles.

Le cas le plus simple qui puisse se présenter est celui où le liquide ne change pas de nature et où il n’y a aucun dégagement de gaz. Alors, en mesurant la quantité de chaleur dégagée par suite du passage du courant et d’après le procédé indiqué précédemment, à l’aide d’un calorimètre, on retrouve les lois simples données pour les métaux homogènes. Ainsi, supposons que l’on prenne pour liquide une solution de sulfate de cuivre, et pour électrodes deux lames de cuivre, ou bien une solution de nitrate d’argent et deux lames d’argent; on peut calculer la chaleur produite d’après la règle suivante :

«Lorsqu'un courant électrique traverse une dissolution saline, que l'électrode positive est d’un métal de même nature que celui dont l’oxyde forme la base du sel dissous, et qu’il ne se dégage aucun gaz aux électrodes, le seul résultat chimique de Paction du courant est un dépôt métallique au pôle négatif et une solution d’une même quantité de métal au pôle positif ; dans ce cas, la quantité de chaleur dégagée par suite du passage de ce courant à travers ce liquide est soumise sensiblement aux mêmes lois que dans les fils métalliques, c’est-à-dire qu’elle est proportionnelle au carré du nombre qui représente l'intensité du courant, et proportionnelle à la résistance de ce liquide à la conductibilité; cette quantité de chaleur peut, en outre, être calculée de la même manière que dans les fils métalliques » (E. Becquerel).

Il résulte de là que, s’il y a dégagemént de chaleur à un pôle par suite d’une combinaison chimique, ce dégagement compense exactement l'absorption de chaleur qui a lieu à Pautre pôle, et qui est nécessaire pour opérer une décomposition de la même matière.

Mais, s’il se dégage des gaz par suite du passage du courant , et si la résistance au passage est appréciable par rapport à celle du liquide , les phénomènes sont plus compliqués; Pélévation de température augmente bien toujours avec la quantité d'électricité qui

passe; mais, comme la résistance du circuit est variable avec cette intensité, il est difficile de formuler Ja loi suivant laquelle la température augmente. Pour montrer combien le phénomène est complèxe dans ce cas, nous citerons une observation de M. Oersted sur l'élévation de température d’une colonne liquide soumise à l’action d’un courant électrique. Il a trouvé que le thermomètre placé près du pôle positif marquait 20°,5, celui du pôle négatif 18, et un troisième, placé entre les deux, 23°. Ainsi la température au pôle positif était plus élevée qu’au pôle négatif, et au milieu du liquide elle était encore plus grande. On peut attribuer cette différence à ce que les substances gazeuses, quand elles se dégagent, n’absorbent pas la même quantité de chaleur en reprenant l’état gazeux. En outre, la résistance à la conductibilité entrant comme élément dans l’expression de la mesure de la quantité de chaleur dégagée, aux deux pôles les effets se compliquent de ce nouvel élément.

En prenant pour câlorimètre un creuset en platine rempli d’eau conductrice, évaluant la quantité de chaleur dégagée par suite du passage du courant au travers de la masse liquide à l’aide de deux lames en platine plongées au milieu, le dégagement de gaz mélangeant ensemble, à chaque instant, toutes les parties du liquide, on trouve les résultats suivants (E. Becquerel) :

«Dans la décomposition électro-chimique de l’eau, si l’on ajoute à la chaleur dégagée dans le liquide par le passage du courant, celle qui serait produite par la recomposition de l’eau formée à VPaide des gaz dégagés aux deux pôles, on a des nombres qui sont sensiblement proportionnels à la résistance à la conductibilité, et en raison directe du carré de la quantité d'électricité qui passe dans un temps donné. »

On vérifie également cette loi en employant, pour rendre l’eau plus conductrice, un sel soluble, tel que du sulfate de soude, dont les éléments, acide sulfurique et la soude, sont solubles et se recombinent continuellement dans le creuset à mesure que la décomposition à lieu; l’eau est ainsi décomposée comme si elle était seule, et ce qui le prouve, c’est que, lorsque deux voltamètres sont placés dans le même courant, et que l’un contient de Peau acidulée, l’autre de l’eau tenant en dissolution du sulfate de soude, ils donnent la même quantité de gaz oxygène et de gaz hydrogène.

Lorsque les électrodes sont formées de métaux oxydables, les effets se compliquent encore de l'oxydation des éléments métalliques. Du reste, il résulte des faits observés que la chaleur dégagée

par un courant électrique quelconque et dans un circuit également quelconque est proportionnelle au produit du carré de l'intensité du courant par la résistance à la conductibilité qu’il éprouve et mesure comme il a été dit page 78 et suivantes.

Chaleur développée dans les couples voitaiques. Considérations théoriques. Depuis Davy on a cherché à différentes reprises à prouver que la chaleur produite dans les actions chimiques, sans électricité transmise au dehors, était due à l'électricité dégagée. M. Joule a dirigé particulièrement ses recherches dans cette voie, mais il na pu prouver ce fait directement, quoiqu'il soit arrivé à‘cette conclusion, que les quantités de chaleur dégagée par la combustion des équivalents des corps sont proportionelles à leurs affinités pour l’oxygène.

Un moyen se présentait aux observateurs ; c'était de faire usage d’un ou de plusieurs couples voltaïques et de comparer la quantité de chaleur produite dans les couples par l’action chimique qui engendre le courant, et en dehors des couples dans les fils servant à établir la communication électrique. M. Delarive, qui a fait quelques recherches dans cette direction, est arrivé aux conclusions suivantes :

« Quand on se sert d’un seul couple dont le courant continu traverse des fils métalliques plus ou moins fins, la somme des quantités de chaleur développées dans le fil et dans le liquide du couple est constante pour une même quantité d'électricité : seulement, suivant la grosseur du fil, c’est tantôt l’une; tantôt l’autre de ces deux quantités qui est la plus considérable; et ce qui semble toujours déterminer le degré de réchauffement des différentes parties d’un circuit voltaïque, c’est la résistance qu’elles présentent. »

M. Favre a traité le même sujet et a déterminé de plus directement la quantité de chaleur produite dans les actions chimiques des couples; afin de voir si cette quantité était moindre ou plus grande lorsqu'on fermait le circuit des couples pour laisser circuler l'électricité en dehors. Les expériences ont été faites en plaçant le petit couple servant à fournir l'électricité, ainsi que le fil résistant développant de la chaleur, chacun dans un calorimètre à mercure d’une forme particulière, et semblable à celui qui lui avait servi pour les recherches sur la chaleur dégagée dans les actions chimiques, faites conjointement avec M. Silberman. Ces calorimètres à mercure, de la forme d’un gros thermomètre avec une cavité pour recevoir les corps développant de la chaleur, donnaient par la marche d’une

A L'ÉLECTRICITÉ, 325 colonne mercurielle la quantité de chaleur versée dans l'appareil. De cette manière il pouvait déterminer séparément et la quantité de chaleur produite dans le couple, et celle qui était accusée dans le fil servant à établir la communication électrique entre les deux pôles. Ses expériences l'ont conduit aux conclusions suivantes :

1° Le dégagement de chaleur produit par le passage de l’électricité voltaïque au travers des conducteurs métalliques est complémentaire de la chaleur confinée dans les éléments de la pile, pour former une somme égale à la chaleur totale correspondant aux réactions chimiques indépendamment de toute électricité transmise.

2% Les décompositions chimiques que peut réaliser le passage de l'électricité au travers du circuit mettent toujours en jeu les mêmes quantités de chaleur qui accompagnent les segrégations chimiques opérées sous d’autres influences.

La chaleur mise en jeu dans l'acte de ces décompositions résulte toujours d’un emprunt fait à la chaleur totale dégagée par les actions chimiques de l'appareil voltaïque.

La première conclusion est semblable à celle qui résulte des recherches de M. Delarive.

Il est important que de nouvelles recherches soient faites dans cette direction, surtout en présence des travaux de MM. Joule, Mayer, Clausius, Thomson, ‘Regnault, d’après lesquels il faut faire entrer un nouvel élément dans la discussion des actions dynamiques de la chaleur. En effet, il faudrait concevoir que pendant le développement d'actions dynamiques produites à la suite de phénomènes calorifiques , il y a une certaine quantité de chaleur qui devient latente tant que l’action dynamique s’exerce, et redevient sensible quand le travail moteur n’a plus lieu; en d’autres termes , la chaleur est considérée comme une force vive qui peut produire du mouvement, des élévations de température, etc., mais qui n’est capable que d’une certaine somme d’action que l’on peut appliquer à tel ou tel travail. Nous avons déjà fait mention de cette hypothèse à propos du dégagement de l'électricité, page 230.

Les recherches tentées dans cette voie méritent donc un examen sérieux.

Effets calorifiques produits dans l'arc voltaïque. Quand on emploie pour conduire le courant électrique provenant d’une pile puissante du charbon de cornue, médiocre conducteur, on observe au moment du contact des phénomènes lumineux d’un éclat extraordinaire et des phénomènes calorifiques supérieurs à fous ceux

que l’on peut produire par tous les autres moyens physiques. Davy est le premier qui ait fait cette expérience remarquable que l’on répète facilement aujourd’hui avec 40 à 50 éléments à acide nitrique (avec de petits éléments de la forme de ceux représentés figure 78, page 231, il en faut au moins un nombre variant de 60 à 400; avec de grands éléments semblables à ceux de la figure 78 bis ou 79, on peut se borner à en employer de 40 à 50).

On peut observer le phénomène dans l'air ou dans le vide. Les appareils destinés à la production sont représentés figure 99 et 99 bis. Dans le premier appareil , les tiges de cuivre AB, A’B', mises en communication avec les pôles de la pile, contiennent des baguettes de charbon de cornue conducteur a et b entrant à frottement dans des tubes de cuivre B et B'’. La tige supérieure peut se mouvoir à frottement pour amener le contact entre les charbons, et pour pouvoir les séparer immédiatement après,

Quand les deux tiges communiquent avec les pôles de la pile, si les charbons sont à une certaine distance Pun de l’autre, le circuit n’est pas = é fermé et lélectricité ne passe pas; = — mais, une fois le contact établi entre “sf les deux cônes de charbon, il se manifeste aux RE où ils se touchent une incandescence excessivement vive, et l’on peut éloigner les deux pointes de charbon graduellement lune de l’autre jusqu’à plusieurs centimètres, suivant le nombre des éléments de la pile. Le courant continue à passer, et un globe de flamme auquel on a donné le nom d’arc voltaique apparaît entre les cônes, lequel ne reste pas fixe et est continuellement agité ; on doit le considérer comme une succession non interrompue d’étincelles, ou , si Pon veut, comme un courant électrique transmeftant dans l'intervalle des deux cônes de charbon des parcelles de charbon incandescentes. Ge qui montre bien que cet arc est dù à un courant électrique établi à l’aide de particules incandescentes, c’est qu’il obéit à l’action d’un aimant, de même que les fils métalliques parcourus par l'électricité, comme on le verra dans le troisième volume.

Quand l'expérience dure depuis quelques instants, en même temps que le phénomène se produit, il y a combustion du charbon , et, les cônes se brülant, la distance ab augmente et l'arc est bientôt rompu, à moins que l’on ne rapproche les tiges métalli-

Fig. 99 bis. ques. Dans le vide il n’en est pas ainsi. L’appareil destiné à produire alors l'arc voltaïque est un œuf électrique dans les douilles duquel passent les tiges AB, A'B', La tige A’B'est fixe, mais AB glisse à frottement à la partie supérieure de l’appareil, Quand le courant circule entre les cônes de charbon a et b, on observe le même phénomène que dans l'air, mais l'arc est plus long, et il n’y a pas combustion du charbon. On remarque seulement que le cône de charbon communiquant avec le pôle positif se creuse, tandis que celui qui communique avec le pôle négatif augmente à son extrémité. Cet effet indique d’une manière bien nette le phénomène de transport des particules incandescentes de charbon du pôle

- + au pôle —; on observe donc encore dans ce cas un effet mécanique analogue à ceux dont nous avons parlé précédemment quand l'électricité circule avec moins d'intensité dans les liquides. Cet are voltaïque sera étudié comme lumière électrique ci-après, et nous n’en parlerons ici que pour citer les phénomènes calorifiques qu'il peut produire.

Si au milieu de l’arc obtenu dans Pair on place une lame d’acier, une tige de fer, elle ne tarde pas à rougir et à brüler en lançant de toutes parts des étincelles. Il en est de même de l’argent, du zinc et d’autres métaux. Le platine et les substances les plus réfractaires peuvent être fondus de cette manière et volatilisés. On peut obtenir le même effet en produisant l'arc entre les tiges de ces métaux, ou bien en le formant entre un cône de charbon et une tige métallique. On emploie habituellement un morceau de charbon creusé en forme de coupe communiquant au pôle positif, à la partie inférieure de l’appareil (fig. 99), et un cône de charbon négatif; on met un fragment du métal à essayer dans la coupe, et on descend ce cône jusqu'à ce que l’on, touche le morceau de métal ; il fond , entre en incandescence , et ses particules brülent tout en étant transportées de la coupe au pôle négatif supérieur.

=ÉS — pe." X FER

On a pu obtenir ainsi lès plus grands effets de chaleur. M. Jacquelain, en plaçant un diamant au milieu de l’are voltaïque, a vu ce corps s’échauffer, arriver au rouge, se ramollir, puis passer à l’état de coke, et se comporter ensuite comme bon conducteur de l'électricité. On sait que le diamant n’est pas conducteur; il se produit donc, dans ce cas, un effet de dimorphisme analogue à celui qui se manifeste quand on chauffe un cristal d’arragonite jusqu’à 70° on 80°. Ce dernier se change alors en chaux carbonatée rhomboïdale.

M. Despretz a fait usage de l’appareil suivant dans le cours de ses recherches sur les effets de l'arc voltaïque :

F est un vase en fonte à six tubulures, dans lequel on peut

Fig, 99 ler. opérer à la pression ordinaire , ou à des pressions de plusieurs atmosphères, ou même dans le vide. Il porte différentes tubulures T, T’munies de glaces pour voir dans l’intérieur de l’appareil. La tubulure à robinet sert à faire communiquer le vase avec une pompe de compression où une machine pneumatique. U est une tubulure destinée à faire communiquer le vase en fonte avec un manomètre. V' et R sont les tubulures dans lesquelles passent les tiges devant être mises en communication avec un des pôles de la pile. R se trouve à la partie supérieure, et porte une boîte à cuir; une tige Q à laquelle est attaché le charbon supérieur peut glisser dans l’intérieur d'une boîte à cuir; elle est surmontée d’une crémaillère divisée CC’ que l’on fait mouvoir à l'aide du bouton B. Un vernier V fait connaître la distance que parcourt la cremaillère, et par suite la distance des deux charbons. La boule N en verre sert d’isolant à la crémaillère. P, P' sont des pinces destinées à serrer les rubans de cuivre D et D' en relation avec les extrémités de la pile.

En outre de cela, M. Despretz a réuni ensemble les trois sources les plus puissantes de chaleur, Paction solaire au foyer d’une lentille, la combustion des gaz oxygène et hydrogène, et l'arc vol-

taïque, afin d'augmenter considérablement les effets produits par ce dernier seul. Il a eu par conséquent à sa disposition la plus haute source calorifique qui aït jamais été formée ; aussi croyonsnous devoir rapporter avec détails les résultats des expériences qu’il a été à même de faire avec ce moyen énergique d’action. On aura une idée de la puissance des appareils, quand on songe que | Varc voltaïque était obtenu avec 600 éléments à acide nitrique. Le à ll charbon qui a servi aux observations était du charbon de sucre très- | pur, le charbon ordinaire renfermant des silicates fusibles aurait pu induire en erreur. Voici les résultats qu’il a obtenus : 1° Le charbon dans le vide se réduit manifestement en vapeur à la température que cette substance acquiert avec une pile de 500 à il 600 éléments de Bunsen , réunis en cinq ou six séries. Dans un gaz elle est plus lente, mais elle s’accomplit également. {| 2 Le charbon porté à la température la plus élevée qu’on ait obtenue peut être courbé, soudé et fondu.

3° Un charbon quelconque devient d'autant moins dur qu'il est soumis pendant plus longtemps à une température élevée. En défi- | nitive, il se transforme en graphite. | 4 Le graphite le plus dur se dissipe peu à peu par la chaleur, |

LS

comme le charbon. La partie non volatilisée est toujours du gra- ( phite. À 5 Le diamant se change, par la chaleur dune pile suffisamment | forte, en graphite, comme toute espèce de charbon. Il donne, comme | le charbon, naissance à de petits globules fondus , quand il est (À

chauffé assez longtemps. 1 6° Si l’on rapproche les résultats de ces expériences de la pro- (| duction du graphite dans les hauts fourneaux, de la forme hexaèdre | du graphite naturel, forme incompatible avec l’octaèdre régulier , il semble qu’on est conduit à penser que le diamant n’est pas le produit d’une chaleur intense sur les matières organiques ou charbonnées. | À 7° On a pu fondre en quelques minutes 250 grammes de platine ; 4 on en aurait fondu une plus grande quantité. Si Pon opère sur quelques grammes, on peut en volatiliser une partie notable, Le procédé ” pourrait être utilisé dans l’industrie de ce métal. On a fondu également 80 grammes de palladium. 8 Le silicium s’est fondu avec facilité; il s’est immédiatement rassemblé en un globule qui raye le verre. | Le bore fond à la première application de la chaleur en globules

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légèrement vitreux à la surface. Il a peu de dureté, et est plus fusible et plus volatil que le silicium.

Cesexpériences ont été faites dans l'azote, pour éviter l'oxydation.

99 Le titane fond et se volatilise facilement, Fondu, il est d’un jaune d’or un peu pâle. Il est moins dur que le tungstène, mais raye le quartz, le zircon, et est presque aussi dur que le corindon.

Le tungstène se fond facilement dans un creuset de charbon de sucre, comme le titane, le bore et le silicium. Il est très-dur, et même raye le rubis,

Nous devons encore mentionner les effets différents que l’on observe aux pôles entre lesquels on produit l'arc voltaïque. L’élévation énorme de température qui accompagne sa production se manifeste aussi dans les électrodes, dont la positive surtout s’échauffe beaucoup plus fortement que la négative (Matteucci, Delarive, etc.). Cependant, quand on opère avec un appareil d’induction, le même dont il sera question dans l’électro-magnétisme et qui nous servira à indiquer quelques effets remarquables de lumière électrique, si on rapproche l’un de l’autre deux fils de platine ou de fer en communication avec les deux extrémités du fil d’induction de façon à établir dans l'air un arc entre les pointes très-rapprochées, on voit le fil négatif rougir et fondre , tandis que le fil positif reste froid. Ce fait est en désaccord avec celui que M. Neef a observé et qui sera rapporté plus loin à propos de la lumière de l'arc voltaïque; il est également en opposition avec celui qu’on observe en faisant usage d’une pile voltaïque très-intense. Il peut se faire que les effets divers que l’on obtient proviennent de la nature des conducteurs; lorsque lare voltaïque est formé, on doit considérer le circuit comme fermé, et alors les effets de température peuvent être différents dans les diverses parties suivant leur résistance ; cela résulte, comme on va le voir, des expériences de M. Delarive sur linfluence de la nature et de la forme des électrodes sur l’arc voltaïque.

Lorsqu’on opère avec une pile ordinaire et qu’on produit l'arc voltaïque, cet effet ne peut avoir lieu qu’autant que cette pile est à haute tension, ce qui prouve la résistance considérable que présente au passage du courant électrique la matière très-divisée qui établit la communication entre les deux pôles. Get are ne peut s'établir, avons-nous dit, qu'autant qu'il y a eu préalablement contact entre les deux électrodes, ou bien que l’un des deux soit terminé en pointe et que la pile formée d’un très-grand nombre d'éléments soit isolée (Gassiot, Despretz, etc.). Cependant, sans qu’il y ait contact,

on peut établir l’arc entre deux électrodes très-rapprochées en faisant passer entre elles la décharge d’un bouteille de Leyde. Cela tient à ce que cette décharge est toujours accompagnée d’un transport de matière très-divisée qui ferme le circuit pendant le temps nécessaire pour l’établissement de l’arc (Daniel, Van Breda, etc...),

La longueur de Parc que l’on peut obtenir et les divers effets produits dépendent de plusieurs conditions que nous allons indiquer en citant quelques-unes des recherches faites sur Parc voltaïque. | M. Delarive a observé quelorsqu'on produit l’arc voltaïque entre une pointe et une plaque de même nature, soit dans l'air, soit dans le

vide, la distance limite au delà de laquelle larc lumineux cesse 11 d’être produit est en général pour la même plaque et la même \

pointe , et quand c’est la plaque qui communique avec le pôle positif, double de ce qu’elle est lorsque la pointe communique avec ce même pôle. Cependant la différence est d’autant moins considérable que la pile est plus forte. Quant à la valeur absolue de cette distance, elle est très-variable ; elle dépend de la puissance de la pile, de la nature et de l’état moléculaire des électrodes, du temps pendant lequel le phénomène a duré. Avec les métaux faci- | lement fusibles ou oxydables, tels que le zinc et le fer, elle est bien U | plus considérable qu'avec le platine et l’argent. La durée du phé- | |

nomène influe en ce que la haute élévation de température qu’ac- | quièrent les électrodes permet de les éloigner davantage sans | rompre l'arc. On peut produire le même effet en les chauffant

artificiellement avec une lampe à alcool.

Il est évident, d’après ce qui précède, que la longueur de l'arc lumineux dépend de la facilité que possèdent les électrodes, sui- +11 vant leur nature, à être désagrégées, facilité qui est peut-être dépendante de leur température, laquelle diminue leur cohésion, de leur tendance à s’oxyder, qui produit le même effet, de leur état moléculaire , et enfin de leur nature même. Le charbon doit à sa |. constitution moléculaire, qui le rend si friable, la propriété d’être ‘14 Pune des substances qui donnent naissance à l’arc lumineux le plus : long. |

Les dépôts de matière transportée forment sur la plaque, quand elle est négative et sur la pointe positive, une espèce d’anneau trèsrégulier, dont la projection de la pointe sur la plaque est le centre. Dans l’air et avec des électrodes métalliques, ces dépôts sont tous de la poussière d'oxyde du métal dont est faite l’électrode positive.

Avec des électrodes en platine et dans l'air très-raréfié, il se |

forme sur la plaque de platine, quand elle sert d’électrode positive, une tache bleuâtre parfaitement circulaire et présentant Paspect d’un anneau coloré; la même tache se forme dans Pair atmosphérique , mais son diamètre est moitié moindre et ses couleurs beaucoup moins vives. Dans l'hydrogène, il ne se produit point de tache colorée. Sa formation peut donc être le résultat d’une oxydation qu'éprouve le platine à une haute température, quand il sert d’électrode positive dans Pair ordinaire, et encore mieux peut-être dans l'air raréfié. Quand la même lame de platine sert d’électrode négative, la pointe étant positive, elle se recouvre d’une tache blanche également circulaire, formée par une foule de petits grains de platine qui, ayant été portés à une haute température , sont demeurés adhérents à sa surface. La tache blanche est, comme la bleue, beaucoup plus large dans l'air raréfié que dans le vide.

Si l’on remplace la pointe de platine par une pointe de coke, la plaque restant de platine, et étant positive, on obtient un arc lumineux d’une longueur plus que double de celle de lare qui avait lieu avec une pointe de platine. Quant à l’arc lui-même, au lieu d’être un cône de lumière ayantsa base sur la plaque et son sommet à la pointe, comme cela se passait quand celle-ci était de platine, il présente une foule de jets lumineux partant de diverses parties de la plaque pour aboutir à différents points du conducteur en coke. Ce fait montre évidemment l'influence que peut exercer l'électrode négative, dont le rôle est bien loin d’être purement passif, On doit ajouter que, bien que la force de la pile fût exactement la même que lorsque la pointe était de platine, non-seulement l'arc lumineux était beaucoup plus long avec la pointe de coke, mais encore la chaleur développée sur la plaque de platine était tellement plus considérable , que celle-ci fut promptement fondue’ et trouée. Le coke étant positif et la lame négative , la longueur de Parc lumineux fut moindre que dans le cas précédent, surtout dans l'air, où elle fut sensiblement plus petite que dans le vide.

Avec des métaux différents, on observe des effets dépendant de leur nature et des substances transportées. Avec le mercure, dans le vide comme dans l'air, l'effet lumineux est des plus brillants. Le mercure est dans un état d'agitation extrême, se soulevant en forme de cône quand il est positif, et présentant une cavité bien prononcée au-dessous de la pointe positive quand il est négatif.

M. Delarive a montré l'influence qu’exerce la nature des pointes

métalliques sur la température qu’elles acquièrent dans le phénomène de l’arc voltaïque. Si les deux pointes sont de même métal, de platine ou d’argent, la positive seule devient incandescente dans toute son étendue. Si la positive est d’argent et celle de platine négative, c'est celle-ci qui devient incandescente, et celle d’argent s’échauffe beaucoup moins. Ainsi donc, quand l'arc voltaïque est établi, il faut considérer le circuit comme fermé, et alors ce sont les parties du circuit qui présentent le plus de résistance au courant qui s’échauffent le plus : d’abord la portion qui forme l’arc même, ensuite, dans le reste du circuit, le métal le moins conducteur. Mais si de part et d'autre de l’arc les conducteurs sont identiques, ou s’il n’y a entre eux que de légères différences de conductibilité, alors le réchauffement, au lieu d’être uniforme, comme il semblerait devoir l'être, est beaucoup plus considérable pour le côté positif, ainsi qu'on l’a dit plus haut. Ce fait important indique évidemment que cette portion du circuit offre une résistance beaucoup plus énergique que celle qui a lieu de l’autre côté, ce que confirme la désagrégation moléculaire accompagnant cette action à l’électrode positive.

M. Despretz, qui s’est occupé de Pinfluence de la position des électrodes dans la production de l’are voltaïque, a été conduit aux conclusions suivantes :

1° La direction des charbons-étant supposée verticale, on remarque que la longueur de l’arc croît plus que proportionnellement au nombre des éléments, pour une pile disposée bout à bout.

L'accroissement est plus rapide pour des petits arcs que pour des grands ares. Ainsi, l’arc produit par 100 éléments est presque quadruple de celui que donnent 50 éléments; celui de 200 n’est pas trois fois celui de 100; celui de 600 est entre sept et huit fois l'arc de 100.

Le pôle positif est ici supposé en haut; dans ce cas, l’on a obtenu des ares qui atteignaient 2 décimètres pour la pile de 600 éléments disposés bout à bout.

2% Si l’on dispose la pile de manière à réunir les pôles de même nom, ou, comme on dit, en quantité, la longueur de l’arc croît moins que proportionnellement au nombre des couples. Ainsi, l’arc de 100 éléments étant de 25mm,9, il n’est que de 69mm,2 pour 600 éléments disposés en six séries parallèles de 400, tandis que les 600 éléments placés bout à bout, c’est-à-dire en tension, donnent un arc de 183,5.

3° Lorsque le pôle positif est en bas, l’arc a moins de longueur. Une pile de 600 éléments réunis en six séries parallèles de 100, donne un arc de 74 millimètres si le pôle positif est en haut, et seulement de 56 millimètres si ce pôle est en bas.

4 Si la ligne des charbons est horizontale, l’are est nécessairement rompu plus vite. Ici, la pile disposée en quantité prend l’avantage: par exemple, six séries dé 100 éléments, disposées parallèlement, donnent un are de 40w",5; bout à bout, elles donnent seulement un arc de 27m 6.

Dans cette position des charbons, on a véritablement l’are voltaique. La lumière passe d’abord directement en ligne droite, puis il se forme un vide obscur au-dessous et au-dessus de la ligne des charbons, et la lumière est terminée à la partie inférieure par un arc circulaire. À mesure qu’on écarte les charbons, cette espèce de voüte s'élève, prend bientôt la forme d’un angle aigu; alors l’arc se rompt, ou il est sur le point de se rompre pendant la durée de l’expérience, la flamme s'élève à un certain nombre de centimètres au-dessous de la voûte, selon l'énergie de la pile, sous la forme d’un cône ayant son sommet en haut.

5° Dans un plan perpendiculaire au méridien magnétique, l’arc est plus grand lorsque le pôle positif est à l’est que lorsqu'il est à l’ouest. Pour 100 éléments, les nombres sont 14mm,4 et 41mm 35 : pour 200, disposés en deux séries de 100, ces nombres deviennent 20mm,8 et 16%m,5, Ainsi l'influence du magnétisme terrestre augmente ou diminue l’énergie du courant de la pile, suivant le sens de la direction de celui-ci.

Nous avons parlé de l’arc électrique dans l'air et dans les gaz raréfiés; on peut l'obtenir également dans les liquides, Peau, l’alcool, etc., mais il est beaucoup moins long ; il se produit alors, avec des circonstances toutes particulières, car, si l’on fait abstraction des effets chimiques qui peuvent avoir lieu entre la matière des électrodes et le liquide, il semble que le transport de matière soit diminué s’il n’est pas détruit tout à fait, ainsi qu’on le verra dans le chapitre suivant. Dans quelques cas, ce résultat pourrait être utilisé dans les appareils où l’on cherche à rendre fixe la lumière de l'arc voltaïque, si l'arc n’était pas autant diminué de longueur. Ces appareils, étant fondés sur l'emploi des électroaimants, ne pourront être décrits que dans le troisième volume de cet ouvrage.