DIFFERENTES FORMES DES DECHARGES ELECTRIQUES

509. Les décharges électriques se présentent sous des formes très-différentes sur lesquelles nous n'avons pas insisté jusqu'à présent, quoique nous les ayions déjà rencontrées dans plusieurs expériences; il est utile d'y établir une certaine classification, bien qu'elles puissent se transformer les unes dans les autres par des transitions insensibles, et qu'elles ne présentent pas de différences absolues. Faraday en distingue quatre espèces : 1° X étincelle proprement dite ; 2° Y aigrette ; 3° la lueur ; 4° la décharge obscure.

510. Étincelle. — Le trait de feu par lequel un conducteur électrisé se décharge quand on en approche un autre conducteur en communication avec le sol est une étincelle proprement dite ; mais cette étincelle peut avoir des formes très-variées.

Si la distance explosive est faible, l'étincelle est en général un trait rectiligne très-lumineux , d'épaisseur et d'éclat uniformes dans toute sa longueur. La largeur de l'étincelle augmente de plus en plus avec une quantité d'électricité, et la décharge d'une batterie de très-grande surface a plutôt l'apparence d'une boule de feu ou d'une flamme. A mesure que la distance explosive augmente, l'étincelle s'amincit, surtout dans sa partie médiane, tout en conservant beaucoup d'éclat vers ses extrémités. Les figures 182 et 1 83 représentent des étincelles obtenues entre le conducteur

(*) Pogg. Annal., t. CXXXVI, p. 31. — Annales de Chimie et de Physique, 4e série, t. XVII, p. 482.

DÉCHARGES DISFU1PTIVES.

d'une machine électrique et la tranche d'un large plateau métallique en communication avec le sol. Avec la machine électrique

Fig. 182.

Fig. 183.

de l'Ecole de Médecine qui fournissait une grande quantité d'électricité, M. Gavarret(1) obtenait ainsi des étincelles rectilignes jusqu'à une distance de 8 centimètres environ ; à deux centimètres de distance, les étincelles se succédaient avec une telle rapidité, qu'elles faisaient un bruit continu analogue à celui d'une pièce de soie qu'on déchire ; à la distance de 8 centimètres, les étincelles étaient très-distinctes les unes des autres.

A partir d'une certaine distance explosive, distance qui aug-

Fig. 184.

Fig. 185.

mente avec les dimensions ou la capacité du conducteur électrisé, c'est-à-dire avec la quantité d'électricité qui s'écoule par

(') Traité ci électricité, t. II, p. 460 et suivantes.

chacune des décharges, l'étincelle n'est plus rectiligne, mais formée d'une succession de lignes droites disposées en zigzags. Les figures 184 et 185 représentent les étincelles obtenues entre le conducteur d'une machine et un plateau métallique, aux distances de 15 et de 25 centimètres.

Dans l'air atmosphérique et à la pression ordinaire, les étincelles sont d'un blanc bleuâtre teinté de pourpre aux extrémités ; elles se produisent à peu près de la même manière dans les autres gaz, mais prennent des teintes différentes, sur lesquelles nous reviendrons.

Si l'on continue d'augmenter la distance explosive, l'étincelle présente une forme plus complexe; elle laisse échapper latéralement des traits lumineux qui partent surtout des angles des

Eie. 186.

zigzags et se ramifient à leur tour; ces ramifications sont brillantes et d'une couleur blanchâtre à leur base comme l'étincelle elle-même, mais elles deviennent ensuite d'un bleu violacé et leur éclat s'affaiblit peu à peu vers leurs extrémités (fig. 186).

511. Aigrette. — Les ramifications violacées marquentla transition de l'étincelle en zigzags à l'aigrette. Lorsqu'une machine est en activité dans une chambre obscure, des jets lumineux ou aigrettes s'échappent des parties les plus saillantes des conducteurs avec un bruit sourd analogue à celui d'un soufflet ou d'un jet de vapeur. Ces aigrettes sont formées généralement d'un pédicule rectiligne assez brillant qui, à partir d'un certain point, se ramifie brusquement en un grand nombre de branches divergentes d'une

DÉCHARGES DISKUl'TIVES. 123

teinte violacée beaucoup moins vive; les branches se ramifient à leur tour et finissent par s'éteindre tout à fait.

Fig. 187.

Le nom d'aigrettes et la première observation de cette forme de décharge sont dus à Gray (*). Ayant électrisé dans l'obscurité des corps métalliques soutenus par des fils de soie, il vit la matière électrique s'en échapper sous cette forme avec un bruissement qu'on entendait d'une manière distincte en prêtant attentivement l'oreille. Ces phénomènes acquirent bientôt plus d'éclat quand on employa des machines électriques plus puissantes ; les ouvrages de l'abbé Nollet renferment un grand nombre de

Fig. 188.

ligures qui représentent de longues aigrettes s'échappant des conducteurs électrisés, surtout vers les parties anguleuses.

(*) Phil. tram, abridg., vol. VIII, p. 5 (1735).

On produit de très-belles aigrettes en approchant du conducteur de la machine la tranche d'un plaleau métallique, à une distance un peu supérieure à la distance explosive, et surtout en terminant ce conducteur par une boule de dimensions plus petites. La figure 187 représente une aigrette obtenue à la distance de 35 centimètres. Dans ces conditions, le bord du disque, devenu légèrement lumineux, est séparé de l'aigrette par un espace

Fig. 189.

qui paraît complètement obscur. Si l'on exagère un peu le débit de la machine, les branches de l'aigrette s'inclinent davantage vers le plateau, auquel elles se réunissent (fig. 188) par un faisceau de rayons blanchâtres parallèles. A ce moment, une étincelle véritable est sur le point d'éclater. Les aigrettes se dessinent encore mieux quand le conducteur extérieur non isolé

DÉCHARGES DÏSRIPTIVES.

présente une grande surface, comme une sphère ou la face d'un large plateau (fig. 189).

512. Nous avons supposé implicitement dans ces expériences que la machine fournit de l'électricité positive ; mais, en réalité, le phénomène est toujours produit par le concours des deux élec tricités , puisque le conducteur non isolé s'électrise par influence. En effet, si l'on approche du conducteur de la machine de Nairne qui se charge d'électricité négative, une tige terminée par une petite houle (fig. 190), on obtient sur cette houle une aigrette positive ramifiée et, sur le conducteur, une aigrette né-

Fig. 190.

gative plus courte, formée de traits parallèles très-rapprochés ; ces deux aigrettes sont séparées par un intervalle obscur.

La différence d'aspect des deux électricités, au moins dans l'air atmosphérique, se manifeste dans une foule de circonstances. Cavallo (*), se servant d'une machine électrique à cylindre de verre en face duquel se trouvait un conducteur terminé par un peigne métallique, remarqua que chacune des pointes du peigne était terminée par un point lumineux et que le coussin laissait quelquefois échapper de longs jets de feu dirigés vers le peigne et couvrant à peu près la moitié du cylindre de verre. Une manière plus simple d'observer ce phénomène est d'employer un

(l) Traité d'électricité, p. 165 et 192.

excitateur à manches de verre dont les extrémités sont terminées en pointe. Quand on approche ces pointes à une petite distance des deux armatures d'une bouteille de Leydo électrisée, on voit une aigrette à la pointe positive, une étoile à la pointe négative, et l'éclat des deux pointes diminue peu à peu jusqu'à ce que la bouteille soit entièrement déchargée. De même, dans la machine de Holtz, les dents du peigne négatif sont terminées par des étoiles brillantes, tandis que le peigne positif laisse échapper une nappe de feu violacée, qui est une véritable aigrette. D'ailleurs, les aigrettes peuvent prendre une infinité d'apparences différentes, suivant la forme, la distance et la disposition des corps entre lesquels elles se produisent.

Dans les gaz" autres que l'air ou l'azote, les aigrettes présentent des aspects et des colorations variables, mais l'aigrette positive est en général moins développée, et il est quelquefois difficile de distinguer par ce moyen une différence entre les deux espèces d'électricité.

513. L'étincelle et l'aigrette ont un caractère commun, la discontinuité. Ce caractère n'est pas douteux pour l'étincelle, puisque l'on voit presque toujours distinctement les décharges successives; pour l'aigrette, il suffirait à la rigueur de constater qu'elle est toujours accompagnée d'un bruit qui a une certaine tonalité. A mesure qu'on diminue les dimensions des conducteurs, le jet lumineux perd de son étendue en même temps que le son devient plus aigu et plus faible ; les décharges sont alors plus fréquentes et moins intenses. D'ailleurs, on peut distinguer les décharges successives en observant l'aigrette dans un miroir tournant comme l'a fait M. Wheatstone. Si l'aigrette est un peu longue, on peut encore apercevoir la discontinuité par un moyen plus simple; il suffit, en maintenant la tête immobile, d'imprimer à l'œil des mouvements rapides à droite et à gauche, pour voir la gerbe lumineuse se diviser en un certain nombre d'aigrettes élémentaires distinctes les unes des autres.

514. La succession rapide des aigrettes prouve que chacune d'elles ne laisse échapper qu'une fraction très-faible de l'électricité du conducteur, tandis que l'étincelle produit une décharge presque complète. M. Gaugain a insisté beaucoup sur cette différence qui permet d'établir entre les deux phénomènes une

distinction plus nette. Les deux formes de décharges se produisent d'ailleurs pour la môme différence de potentiel, au moins très-sensiblement. Les expériences de Faraday (504) montrent déjà que la distance maximum à laquelle une machine peut se décharger est à peu près la môme lorsque cette décharge a lieu sous forme d'aigrettes ou d'étincelles; M. Gaugain (*) a vérifié cette propriété d'une autre manière. Si le conducteur d'une machine porte un électroscope, par exemple un pendule électrique, on constate que la déviation du pendule augmente peu à peu jusqu'à ce qu'une aigrette commence à se produire entre un point de la machine et un corps voisin non isolé, et qu'à partir de ce moment elle se maintient constante. Les aigrettes cessent aussitôt que la déviation du pendule diminue pour une cause quelconque, comme le ralentissement de la machine. Si maintenant, sans changer la distance explosive, on provoque la décharge sous forme d'étincelles, en augmentant le débit de la machine, on voit le pendule diverger peu à peu jusqu'à la distance à laquelle il s'était maintenu pour l'aigrette, puis tomber brusquement au moment de l'étincelle, et se relever ensuite.

Une foule de circonstances peuvent transformer l'aigrette en étincelle ; il suffit, par exemple, d'accélérer la rotation de la machine, d'augmenter la capacité du conducteur, ou d'employer une étincelle auxiliaire.

515. La machine de Holtz convient parfaitement pour montrer ces différentes formes de décharges et leurs transformations. Si l'on enlève les bouteilles de la machine et qu'on écarte les deux branches de l'excitateur à une assez grande distance, on obtient de belles aigrettes de formes très-variées. A mesure qu'on rapproche les deux boules, le son des aigrettes s'élève de plus en plus; quand la distance n'est plus que d'un ou deux centimètres, la décharge s'effectue sous la forme d'un faisceau de traits parallèles violacés pour la plupart, mais mélangés de traits plus éclatants qui paraissent blancs; on a alors un mélange continu d'aigrettes et d'étincelles. Pour obtenir des étincelles à une distance un peu grande, il faut augmenter la capacité des conducteurs de la machine, en y adaptant les bouteilles de condensation.

(l) Annales de Chimie et de Physique, 4e série, t. VIII, p. 89.