CHAPITRE NEUVIÈME

Le tube T, qui contient la colonne mercurielle, communique constamment, au moyen d'un tuyau de caoutchouc flexible c, avec un vase en verre R dont la capacité est un peu plus grande que celle du tube T. Ce vase est suspendu à une cordelette qui passe sur une poulie 0 et vient s'enrouler sur un treuil V que Ton peut manœuvrer au moyen d'une manivelle M liée à une vis tangente engrenant avec le treuil ; ce dispositif permet de faire monter ou descendre le vase R par degrés insensibles. Or, ce vase contient du mercure dont le niveau est nécessairement le même que dans le tube T ; on peut donc faire varier la hauteur de la colonne mercurielle dans ce dernier aussi doucement que Ton veut, de façon à Tamener exactement à la position pour laquelle le ménisque visé par le microscope revient exactement au zéro. La variation de hauteur de la colonne mercurielle est ensuite mesurée au moyen d'un curseur à vernier qui se meut le long d*une échelle graduée contre laquelle est fixé le tube T.

Il est intéressant de signaler le procédé au moyen duquel M. Limb évite les détériorations auxquelles est exposé Vélectromètre capillaire lorsqu'on l'abandonne à lui-même après avoir vidé le tube qui contient le mercure.

« Lorsque l' électromètre ne doit pas servir, on descend le réservoir R de façon à vider presque complètement le tube T. L'eau acidulée s'élève alors dans la pointe capillaire qui est parfaitement mouillée jusque dans la partie large. Cette simple précaution rend l'instrument sûr et commode. Elle supprime les effets funestes de l'oxydation du mercure ou de la formation de cristaux dans la pointe capillaire. Aussi l'appareil peut fonctionner sans la moindre hésitation, au bout de plusieurs mois, lorsqu'on fait arriver le mercure dans le tube T. »

La sensibilité de l'électromètre capillaire dépend naturellement de la finesse de la pointe capillaire, puisque c'est cette finesse qui détermine la hauteur de la colonne de mercure que l'on peut maintenir dans le tube T sans qu'il y ait écoulement par la pointe. On en construit qui accusent, par une déformation nettement appréciable du ménisque, une différence de potentiel de 1/20000 de volt ; dans

318 ÉLECTROMÂTaiE

des cas exceptionnels, Tappareil peut même indiquer 1/SO 000 de volt.

L'instrument peut d'ailleurs être employé de deux manières bien différentes. Il peut en efifet, en le graduant d'avance, servir à mesurer

directement les différences de potentiel qui n'excèdent pas -^ volt, le

ménisque étant à chaque mesure ramené exactement au zéro.

Mais il peut aussi servir à attester simplement Tégalité rigoureuse de deux potentiels ou de deux forces électro-motrices, ou encore d'une force électro-motrice et d'une différence de potentiel placées en opposition dans le circuit IH (fig. 436). Si la (/. d. p. à laquelle on compare la/, e. m. peut varier à volonté par degrés insensibles, c'est sur elle que Ton agit pour ramener le ménisque au zéro ; il devient alors inutile de faire varier la hauteur de la colonne mercurielle, ce qui supprime une partie des organes de l'instrument.

On peut enfin s'en servir, mais après graduation préalable, pour la mesure directe de très petites différences de potentiel que l'on déduit de la mesure du déplacement du ménisque. Dans ce cas encore, la hauteur de la colonne mercurielle est sensiblement constante et le mécanisme qui sert à la faire varier lorsqu'on veut ramener le ménisque au zéro est, par suite, supprimé.

Les voltmètres électro-magnétiques, dont il nous reste à parler, peuvent atteindre une sensibilité beaucoup plus grande que celle de l'électromètre capillaire, mais ils ne peuvent fonctionner qu'à la condition de livrer passage à un courant ce qui, dans certaines déterminations, est impossible ou bien fausserait complètement les mesures que l'on se propose de faire. L'électromètre capillaire, au contraire, permet de mesurer une d. d, p. sans livrer passage au courant; il jouit donc à cet égard des mêmes avantages que les électromètres à quadrants, mais il a, sur ces derniers, l'avantage d'une sensibilité incomparablement plus grande quand il s'agit de la mesure des petites différences de potentiel.

696. — Voltmètres électro-magnétiques et électro-dsrnamlques. — C'est à tort que Ton donne à ce genre d'instruments très

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répandus d'ailleurs dans Tindustrie, puisqu'on en trouve dans toutes les usines électriques, le nom de Voltmètre. Ce sont tous en effet des ampèremètres ; ils ne fonctionnent que par le passage d'un courant et mesurent son intensité de laquelle on déduit ensuite la différence de potentiel existant aux bornes de Tinstrument, au moyen d'un calcul très simple et qui est, pour ainsi dire, fait par Tinstrument lui-même puisque sa graduation fait connaître le nombre de volts nécessaire pour engendrer le courant qui fait dévier Taiguille indicatrice.

Désignons en effet par R la résistance de l'instrument, par e la différence de potentiel aux bornes ; par i l'intensité du courant qui le traverse ; on a

i = - d ou e = Ri.

D'autre part, l'instrument étant gradué comme un ampèremètre, suivant les procédés indiqués dans le chapitre huitième, les nombres inscrits en face des divisions du cadran sont proportionnels à l'intensité du courant ; on a donc, en désignant par i^ et par «„ les intensités respectives des courants correspondant à la division 1 et à la division n

in n . .

-r- = -r- dOU tn = mi.

Mais, en représentant par ^i et par en les valeurs respectives de la gT, d. p. y correspondantes à la division 1 et à la division n, on a successivement les équations

en = R/„ = nRii = nR -^ = ne,,

qui permettent de traduire immédiatement en volts, les indications d'un ampèremètre lorsqu'on connaît la résistance R et la valeur de Il ou, inversement, de trouver u lorqu'on connaît Ci et R.

320 ÉLEGTROMÉTRIB

De ces relations, on tire

ei = Rt'i,

équation qui montre que le coefficient ^i, par lequel on doit multiplier le nombre n (numéro de la division devant laquelle s'arrête Taiguille) pour obtenir le nombre de volts, est proportionnel à R et que par conséquent les bobines d'un voltmètre électro-magnétique doivent posséder une résistance invariable pour que la graduation corresponde toujours au nombre de volts indiqué en face des divisions. S'il n'en est pas ainsi, il faut tenir compte des changements de résistance qui peuvent survenir, soit volontairement quand on veut changer la valeur des indications de l'instrument, soit accidentellement comme cela arrive lorsque le fil des bobines de l'instrument est en cuivre pur et que sa température vient à varier. Dans ce dernier cas, le calcul de la correction qu'il faut faire subir aux indications de l'instrument est très facile. Si, en effet, on désigne par R, R' et R^» la résistance des bobines aux températures ty t et 0®, on aies équations suivantes, dans lesquelles A représente l'accroissement de résistance de l'unité de résistance prise à 0"^, lorsque la température s'élève de 0" à 1°:

R' = Ro(l H- AO R = Ro(H- kt)

d'où

k Pour le cuivre rouge, on a

A = 0,004 d'où -y- = 250 et r' = Z^r.

Cette dernière équation permet de calculer immédiatement la modification apportée dans la valeur des divisions d'un voltmètre gradué à la température t, lorsque sa température; pour une raison quelconque, devient égale à /'.

L'équation

«1 = Rt'i,