ENTRE POINTES

Aram

Pas de décharge.

On voit qu'ici encore, réchauffement du thermomètre croit d'abord quand on augmente l'épaisseur de la couche d'essence traversée par l'étincelle, pour diminuer ensuite d'une manière plus rapide.

En résumé, la quantité de chaleur dégagée dans un circuit conducteur par une décharge électrique est plus faible lorsque l'étincelle doit vaincre un obstacle formé par un corps mauvais conducteur; mais, d'autre part, le travail absorbé par l'étincelle est une quantité assez mal définie, et si l'on veut se mettre à l'abri de cette cause d'erreur dans les expériences thermométriques, il faut réduire l'intensité de l'étincelle en augmentant suffisamment les résistances sur Tare de communication. Avec cette précaution, le thermomètre électrique peut donner des résultats très-réguliers.

4ô2. Expériences relatives à réchauffement des conducteurs.

— Les lois établies précédemment permettent maintenant de préciser le partage de la chaleur dans les décharges électriques, surtout quand la résistance de l'arc conducteur est assez grande pour que le travail dépensé par l'étincelle soif très-faible et que la presque totalité de l'énergie soit employée à échauffer les différentes parties du circuit.

Si l'arc par lequel on réunit un corps électrisé avec le sol, ou deux armatures d'une batterie entre elles, est formé de deux parties dont les résistances sont L et X, la quantité de chaleur q qui se dégagera dans le fil de résistance X a pour expression, en appelant Q la chaleur totale (416),

Supposons que le conducteur de résistance X soit un cylindre dont la longueur est /, s la section, c le coefficient de conductibilité, p le poids, C la chaleur spécifique, et cl la densité ; appelons T l'élévation de température, en supposant qu'il n'y ait aucune perte de chaleur pendant la période d'échauffement, on aura

CS

p — hd,

q = »CT = IsdCT = Q ï—^— y 1 r Les 4- /

On en déduit

Csd * Les -h l

Cette formule indique immédiatement quelles sont les différentes circonstances qui influent sur l'élévation de température. Si l'on fait en sorte que la partie constante de l'arc conducteur L ait une résistance négligeable, ce qui est le cas habituel, il reste simplement

«> T=<âr

Dans ce cas, l 'élévation de température est en raison inverse de la chaleur spécifique du fil, de sa section, de sa densité et de sa longueur. Elle est d'ailleurs proportionnelle à l'énergie électrique, c'est-à-dire au produit de la quantité d'électricité par la différence des potentiels des deux corps entre lesquels se produit la décharge.

433. Fusion et volatilisation de fils de métal. — On voit par

cette formule qu'en choisissant d'une manière convenable les

DÉCHARGES C0NDUCT1VES.

conditions de l'expérience, on pourra, à l'aide d'une décharge électrique, élever la température d'un mêlai quelconque au point de le fondre ou môme de le réduire en vapeurs.

Ces expériences, d'ailleurs très-anciennes, sont devenues classiques; on emploie habituellement, pour les répéter, l'excitateur universel de Henley. Entre les deux branches de cet appareil on tend un fil métallique F (fig. 163) que l'on fait traverser par

Fis. 103.

la décharge d'une bouteille de Leyde, comme l'indique la figure ; réchauffement est d'autant plus grand que le fil est plus lin et plus court. Un fil de fer peut être transformé en goultclctlcs qui sont formées presque exclusivement d'oxyde de fer. Les cordons à filet d'or, d'argent ou de cuivre conviennent très-bien pour cette expérience; il se dégage du fil, au moment de l'explosion, une fumée due aux vapeurs métalliques qui se condensent rapidement, et le métal disparait complètement.

On peut recueillir, au moins en partie, ces poussières métalliques en appliquant contre le fil une feuille de papier blanc (fig. 164); il s'y forme une couche brune plus ou moins abondante dont la teinte dépend de la nature du métal employé.

Si Ton veut produire cet effet plus en grand, on remplace la bouteille de Leycle par une batterie électrique. On prend, par exemple, une planchette couverte d'une feuille de papier et sur laquelle on tend parallèlement entre eux des fils métalliques différents, de platine, d'or, d'argent ou de cuivre. Ces fils sent attachés, d'une part, à une bande de métal fixée sur l'un des bords de la planchette et, d'autre part, sur le bord opposé, à des boules plantées dans une lame isolante en ébonite. On maintient la bande de métal en communication avec l'armature extérieure de la batterie et, quand cet appareil est chargé, on fait communiquer l'armature intérieure avec Tune des boules. On volatise ainsi, à chaque décharge, l'un des métaux, et Fig. 164. le phénomène est accom-

pagné d'une explosion plus ou moins violente. On reconnaît facilement que les vapeurs métalliques ont des couleurs très-distinctes et que les poussières ont aussi des teintes différentes.

434. Comme les batteries ordinaires ne peuvent supporter, sans danger de rupture, qu'une différence de potentiel assez faible entre les armatures, on ne peut augmenter l'énergie électrique d'une batterie qu'en multipliant les bouteilles; mais le débit des machines ordinaires est limité, le temps nécessaire pour charger la batterie jusqu'à refus est souvent très-long, et il peut même arriver que les fuites d'électricité ne permettent pas d'atteindre la charge maximum. D'autre part, le potentiel maximum des machines est généralement de beaucoup supérieur à celui que l'on peut établir sur la batterie et l'on peut profiter de cet avantage en disposant les batteries en cascade.

Supposons, par exemple, qu'on emploie la machine de Holtz et quatre batteries de 6 grandes jarres. On isole ces batteries

DÉCHARGES GONDUCTIVES.

sur des tabourets à pieds de verre et on les dispose en cascade, comme le sont les quatre bouteilles de la fîg. 165; on réunit séparément, par des tringles R et R', les deux pôles de la machine avec les armatures intérieures A et E des batteries extrêmes, et Ton place le fil qu'on veut volatiliser sur le trajet d'une de ces communications. Ce fil est traversé lentement par l'électricité pendant que les batteries se chargent et ne s'échauffe pas d'une manière sensible. Les armatures extrêmes peuvent prendre alors une différence de potentiel 4 fois plus grande que s'il n'y avait, avec la même quantité d'électricité, qu'une seule batterie, ce qui

Fig. 165.

correspond à une énergie électrique 4 fois plus grande. Quand la charge est suffisante, on ferme la machine, le fil est traversé par la décharge. On peut ainsi volatiliser, avec une détonation pareille à un coup de pistolet, un fil de laiton de plus de 50 centimètres de longueur et de £ de millimètre de diamètre.

L'expérience est très-remarquable avec le fer. La volatilisation du métal est très-faible, mais quand la température est suffisante, le fil est fondu violemment et projeté en tous sens sous forme de gouttelettes brillantes qui brûlent comme les étincelles que donne le fer forgé. La disposition qui précède permet de fondre aisément plus de 80 centimèlres d'un fil de fer ayant î de millimètre de diamètre.

455. Expérience de la presse électrique. — Franklin (') paraît

avoir observé pour ia première fois la fusion et la volatilisation des métaux par l'étincelle électrique. Il fait passer la décharge d'une bouteille de Leyde par les filets dorés d'une reliure, et la dorure avait complètement disparu après la production de l'étincelle. 11 suffisait d'ailleurs de placer une feuille de papier blanc au-dessus du filet d'or pour obtenir une traînée noire due à la condensation des vapeurs métalliques. Franklin a remarqué aussi que, si l'on volatilise ainsi une feuille d'or battu comprise entre deux lames de verre, le métal laisse sur le verre des empreintes qui ne peuvent plus être enlevées môme par l'eau régale ; il semble donc que l'or ait en partie pénétré dans l'intérieur du verre. La secousse est d'ailleurs très-violente, car les lames de verres étaient quelquefois brisées ; ce résultat est facile à obtenir avec une décharge de batterie.

C'est à l'imitation des expériences de Franklin et en souvenir de ses travaux sur l'électricité qu'a été construit un appareil classique appelé le portrait de Franklin ou presse électrique, dans

lequel on utilise la volatilisation d'un métal par l'étincelle pour reproduire un dessin.

L'appareil se compose d'une feuille de carton mince B (figure 166), dans lequel on a dessiné à jour un tracé quelconque, habituellement une figure représentant le portrait de Franklin. Ce carton porte quatre prolongements latéraux dont deux F et F' sont formés de feuilles d'étain et deu x autres A et C aussi en carton peuvent se rabattre sur la partie moyenne. On applique sur cette figure une feuille d'or assez large p our qu'elle empiète sur les deux lames d'étain, on rabat les deux bouts A et C de façon à emprisonner la feuille d'or, et on met en dessous un morceau de soie blanche ou simplement du papier blanc. Le

(*) Lettres sur l'électricité. Opinions et conjectures, etc. (1749).

DÉCHARGES CONDUCTTVES. 59

tout est ensuite fortement serré entre deux planchettes P pour que le carton découpé s'applique exactement sur la feuille qui doit recevoir l'empreinte. Enfin on relie l'une des feuilles d'étain avec l'une des armatures d'une forte bouteille ou d'une batterie et on approche l'autre armature de la deuxième feuille d'étain. Quand la décharge a lieu, la feuille d'or se volatilise, la vapeur traverse les vides du carton découpé et reproduit le dessin en noir sur la soie ou le papier blanc.

456. Torpille électrique. — Le bruit qui accompagne la volatilisation brusque d'un fil métallique inclique que les vapeurs exercent sur l'air une pression très-énergique. Si l'on produit le môme phénomène dans les liquides, qui sont très-peu compressibles, le choc se transmettra aux parois du vase et pourra le briser. Pour cela, il suffit de plonger dans un verre qui renferme de l'eau les deux branches de l'excitateur reliées par un fil de platine fin et court. Au moment où l'on fait traverser ce fil par la décharge d'une batterie, l'eau est projetée à quelques centimètres de hauteur, le vase tombe en morceaux et les fragments sont sillonnés de fentes nombreuses disposées en éventail. Cette expérience est assez ancienne ; on faisait autrefois éclater un canon de pistolet par la volatilisation d'un fil de métal plongé dans l'eau; Guillemin (*) a donc pu comparer la secousse ainsi produite à celle d'une torpille de guerre.