ÉLECTRICITÉ DE CONTACT

882. ExpéHenccs de «saWaiii. — Jusqu'à la fin du siècle dernier on ne connut guère d'autre moyen de produire de Télectricité (si l'on excepte Télectricité atmosphérique, dont l'origine est encore bien obscure aujourd'hui) que les actions mécaniques , telles que le frottement de deux corps difTérents, la pression, le clivagei ou les changements de température, comme on l'avait observé pour la tourmaline. Plusieurs physiciens avaient bien essayé de constater un dégagement d'électricité dans les actions chimiques, la formation des vapeurs ou môme la végétation des plantes; mais le résultat de ces tentatives était resté fort douteux. Les observations de Gahani, professeur d'anatomie à TUniversité de Bologne, sur l'électricité animale ont été le point de départ d'une phase nouvelle dans la science.

En 1780 Galvani, ayant disséqué une grenouille pour des expériences de physiologie, la plaça sur une table auprès d'une machine électrique ; un aide vint a toucher par hasard les nerfs cruraux avec la pointe d'un scalpel, aussitôt tous les muscles des membres inférieurs se contractèrent comme s'ils étaient pris de convulsions violentes. On reconnut bientôt que le contact du scalpel n'était pas la cause unique du phénomène, car les contractions se manifestaient seulement toutes les fois qu'on tirait une étincelle de la machine électrique.

Cette première découverte n'était en réalité que l'expérience

du choc en retour manifesté par la contraction d'organes vivants ; Galvani reconnut, en effet, que les mêmes contractions se produisent toutes les fois que les nerfs, situés dans le voisinage d'une machine ou d'un corps électrisé d'une manière quelconque dont on tire des étincelles, sont mis en relation avec le sol par l'intermédiaire d'un corps conducteur, et qu'elles disparaissent si l'on emploie un corps isolant.

Voulant employer cet électroscope d'un genre nouveau à l'étude de l'électricité atmosphérique pendant les orages, Galvani fit élever au-dessus de sa maison une tige de fer pointue communiquant avec un fil métallique qui pénétrait dans son laboratoire. A la partie inférieure de ce fil, terminée en crochet, on attacha les nerfs lombaires d'une grenouille disséquée. Les contractions des muscles se manifestèrent souvent au moment des éclairs, et même quelquefois par un ciel nuageux sans qu'il y eût apparence d'éclairs.

Enfin Galvani, en 1786, chercha à manifester par les mêmes moyens l'électricité qui se trouve dans l'atmosphère par les temps calmes. A cet effet, il prépara une grenouille à la manière ordinaire, et la suspendit à une balustrade en fer par un crochet de cuivre qui traversait la moelle épinière. L'expérience fut absolument négative au point de vue du but que se proposait Galvani ; mais, ayant par hasard amené les cuisses de l'animal jusqu'au contact des barreaux de fer, il vit avec surprise les muscles se contracter violemment, et les mouvements convulsifs se reproduire chaque fois qu'il établissait le contact entre les muscles et les barreaux. Pour s'assurer que ce phénomène n'était pas dû aux altérations que le fer avait subies, ou à un état électrique particulier qu'il aurait acquis par une longue exposition à Tair, Galvani répéta l'expérience sous toutes les formes. Il suspendit la grenouille à un crochet en fer bien poli, puis il établit une communication entre les muscles et le fer par un fil de cuivre ; ou bien il réunit les nerfs et les muscles de la jambe par un fil formé de deux métaux différents, comme le cuivre et le zinc (fig. 245), et reconnut que les mêmes contractions se manifestent toutes les fois que le contact est établi (^).

(') Aloysii Galvani de viribuê tleclricHatis m molu mutculari commentariMU. Bononise, 1791.

DES SOURCES DtLEGTRlCITÉ.

Cette découverte parut à Galvani la confirmation inespérée de ses idées préconçues sur les analogies qui existent entre l'agent nerveux et l'éleclricité. 11 considéra le corps des animaux comme une véritable bouteille de Leyde qui se charge spontanément par un phénomène corrélatif de la vie, et dont les armatures sont formées par les muscles et les nerfs ; le condensateur ainsi constitué se décharge quand on établit une communication conductrice entre lo« deux armatures, et provoque une contraction musculaire, comme le ferait une étincelle électrique d'origine étrangère. Cependant Galvani ne manqua pas de remarquer que les secousses sont beaucoup plus violentes lorsque la communication des nerfs avec les muscles est établie par l'intermédiaire de deux métaux, mais cette circonstance ne lui parut pas démontrer suffisamment que l'origine de l'électricité devait être cherchée dans les métaux eux-mêmes.

Les expériences de Galvani eurent immédiatement un grand retentissement, et ses idées furent en général accueillies avec faveur. Toutefois Volta, insistant sur la nécessité de deux métaux différents pour provoquer les

contractions, émit l'opinion que 1 électricité n'est pas n éc essai remeiit d'origine animale, qu elle se produit au contact même des deux métaux, el que Tensemble des muscles et des nerfs de la grenouille intervient simplement comme un électroscope.

Il en résulta entre les deux savants une discussion mémorable, dans laquelle chacun d'eux accumula les preuves les plus ingénieuses eil faveur de sa lliéorie. Ainsi Galvani démontra que la présence des deux métaux n'esl pas nécessaire. 11 obtint des contractions en réunissant les nerfs et les muscles par un fil d'or, ou en laissant tomber sur un bain de mercure une grenouille fraîchement préparée. Il montra même qu'on peut supprimer toute substance métallique, et qu'il se manifeste encore des contractions quand on réunit les nerfs et les muscles par une bande de papier mouillée ou par un morceau d'un muscle

Fig. 44o.

336 TRAITÉ D^ËLEGTRIGITË STATIQDE.

étranger, ou encore quand on replie la jambe de manière à lui faire toucher le nerf. Au lieu d*ébranler les idées de Volta, ces nouvelles expériences lui servirent à généraliser davantage sa théorie. 11 admit qu'il se produit de Télectricité, non seulement au contact de deux, métaux, mais aussi au contact de deux substances quelconques de nature différente, quoique TeiTet soit toujours plus manifeste avec les métaux.

11 est curieux de constater que les nombreux travaux exécutés depuis cette époque ont fini par donner raison aux deux adversaires. Il est vrai, d'après l'opinion de Volta, que le contact de deux métaux peut être considéré comme une source d'électricité; mais les organes des animaux sont dans le même cas, et une partie au moins des expériences de Galvani doit être expliquée par l'électricité propre de la grenouille, comme Volta (') le reconnaissait d'ailleurs lui-même.

A la même époque, Fabroni (*) attribua la production d'électricité aux actions chimiques qui s'exercent, soit entre les métaux et l'air atmosphérique, soit entre les métaux et les liquides de l'organisme, actions chimiques que le contact des métaux entre eux a pour effet d'exalter. Celte explication des ciTets de la pile de Volta par les phénomènes chimiques, un peu négligée d'abord, a fini par acquérir un grand crédit; elle a été pour ainsi dire seule adoptée pendant assez longtemps, et nous verrons bientôt comment on doit l'interpréter.

885. Expérienees de iToita. — Yolta a cherché à mettre hors de doute les deux propositions suivantes (') :

1* Ce que l'on appelle le fluide galvanique n'est autre chose que de l'électricité.

2* Le contact de deux corps produit entre eux une force deotrique^ une impulsion électrique^ ou une tension.

Ces trois expressions, qui reviennent souvent comme équivalentes dans le langage de Volta, expriment une idée qui était parfaitement claire dans son esprit. La tension de contact ne résultait pas pour lui dune quantité déterminée d'électricité, ou d'un excès d'électricité sur Tun des corps, comme on l'a dit sou-

(*) UUreà T. Cavallo. PhiL Iran». (1793), part I, p 10.

(*) Journal de Physique de Vabbé Rozier, l. XliX, p. 348 (1799).

{*) Annalei de Chimie, V série, t. XL, p. 325 (1801).

DES SOURCES D*ËLECTBICITÊ. 537

ent; elle représentait une force, une tendance des deux électriitès à marcher Tune vers l'autre, tendance à laquelle la difTëeoce de nature des deux corps faisait obstacle. Pour traduire idée de Tolta dans le langage actuel, il suffit d'admettre que le ontact de deux corps établit entre eux une certaine différence e potentiel. Chacun des deux métaux est à un potentiel constant [ans toute son étendue; mais, au passage d'un ntélal à Tautre travers la surface de contact, il se manifeste un changement apide de niveau électrique. Ce changement, sans être abolument brusque, ce qui serait contraire au principe général le continuité dans les phénomènes physiques, s'effectue dans me étendue inappréciable, et la variation du potcntiel'est indélendante de la valeur absolue du potentiel sur chacun des méaux. L'est là l'hypothèse fondamentale dont tous les phénomènes meuvent se déduire ; si nous employons quelquefois le mot de ension électrique pour abréger le langage, il faudra l'entendre lans le sens d'une différence de potentiel.

Voici maintenant quelques-unes des expériences de Volta :

1* Yolta prit une double lame métallique formée d'un disque le linc soudé à un disque d'argent ; tenant le zinc avec la main, 1 appliqua le disque d'argent sur le plateau inférieur A d'un ^leclroscope condensateur, et mit par l'autre main le plateau mpérieur B en communication avec le sol. Supprimant ensuite les contacts, puis enlevant le plateau supérieur, il vit les pailles liverger de S'*, 3® et même 4** ; elles étaient chargées d'électriâté négative.

2* Prenant ensuite l'argent avec la main et appuyant le zinc mr le plateau inférieur par l'intermédiaire d'un morceau de Irap ou de carton humide, il obtint de même S"" ou 4® d'électricité positive.

L'interposition du drap dans cette expérience a pour but de mpprimer le contact direct du zinc avec le cuivre du plateau. Comme les propriétés électriques du cuivre et de l'argent sont à peu près identiques, ce nouveau contact établirait entre le plateau et le zinc une différence de potentiel égale et de sens contraire à celle qui existe entre le zinc et l'argent, de sorte que les deux plateaux du condensateur seraient au même potentiel, st la charge nulle.

Il tt2

558 TRAITÉ D^LECTRIGITÉ STATIQUE.

Volta admet, il est vrai, que le contact du zinc avec les doigts, dans le premier cas, et avec le drap mouillé dans le second, n'ont eu aucune influence, tandis que c*cst là précisément que les partisans de la théorie chimique font résider la production d'électricité. Pour répondre à cette objection, Volta répète la première expérience en plaçant entre la main et le zinc une rondelle mouillée, et vérifie qu alors les résultats ne sont pas modifiés. U ajoute, toutefois, qu'il se produit une action énergique si le drap est mouillé par des acides ou alcalis concentrés, de sorte qu'en définitive ces deux expériences sont peu démonstratives ; la suivante n'est pas sujette aux mêmes objections.

S"" Les deux disques de zinc et d'argent peuvent rester isolés dans la première expérience, pourvu que leurs surfaces soient très-grandes, ou que la lame de zinc soit en communication avec un conducteur d'une très-grande surface, une bouteille de Leyde par exemple. En opérant ainsi, Volta a obtenu sur le plateau inférieur, non plus 3® ou 4® comme précédemment, mais seulement 1** ou 2® d'électricité négative.

Cette expérience de Volta est intéressante, mais un peu complexe ; la production d'électricité tient, non pas au contact du zinc avec l'argent, comme le croyait Volta, mais à la différence des armatures de la. bouteille de Leyde. Elle ne réussirait probablement pas si les deux armatures étaient formées du même métal; mais, à cette époque, les bouteilles étaient couvertes d'étain à l'extérieur et remplies à Tintérieur de feuilles de clinquant. Nous supposerons donc que l'armature intérieure est en cuivre, comme les plateaux, et qu'elle communique avec le plateau supérieur de Télectroscope ; le plateau inférieur est relié à l'armature extérieure par la double lame d'argent et de zinc. Soit a: le potentiel intérieur de la bouteille, y son potentiel extérieur, C sa capacité électrique; c la capacité de Télectroscope, V. et V» les potentiels des deux plateaux. Comme il n'y a aucune source d'électricité autre que les contacts, les deux condensateurs se chargeront de quantités d'électricité égales, mais de signes contraires aux deux extrémités d'un même conducteur. Soit m cette charge commune, et supposons qu'elle soit négative, par exem* pie, sur le plateau A. Nous verrons plus loin (885) que, d'après une loi de Volta, lorsque deux métaux sont réunis d'une manière