KS SOI RŒS 0 ÉLECTRICITÉ. 5Ô

quelconque par des conducteurs métalliques, la difTérence de leurs potentiels est la même que si ces métaux étaient directement en contact ; il en résulte déjà

et

Représentons maintenant par le symbole SnjCu la difTérence de potentiel caractéristique du contact de I etain avec le cuivre, on aura encore

y — V,= Sh1Cm.

On déduit de ces équations

m = SnlCu.

Si Ton supprime la bouteille de Leyde, la charge de Félectro-

scope est nulle; si le rapport p est trés-|)etit, la charge est celle

que donnerait le contact direct Étain | Cuivre ; comme la difTérence des potentiels de ce contact est, diaprés Volta, à peu prés moitié moindre que pour le contact Zinc [Cuivre, on voit que le résultat de Inobservation est d'accord avec ce qu*indiquerait le calcul. La production d*électricité est difficile à expliquer ici autrement que par le simple contact, mais le phénomène est peul-étrc trop complexe pour entraîner la conviction ; la dernière expérience de Volta ne prête plus à aucune équivoque.

4* On applique l'un contit; TautiT, ù Taide de manches isolants, deux plateaux, Tun de xinc et Tautre de cuivre, parfaitement polis et dont les surfaces sont bien planes ; on les s<>pare ensuite nonnalement et on les approche séparément d*un électroscope trés-sensible. On reconnait (|ue les deux plateaux sont élcctrisés, le cuivre négativement, le zinc positivement, et ont des charges égales : Volta obtenait ainsi une divergence des pailles de 3*. L'expérience réussit très-bien avec des plateaux de

5i0 TRAITÉ D'ÉLECTRICITÉ STATIQUE.

10 centimètres de diamètre et un électroscope à pile sèche. Voila fuit observer que, dans cette circonstance, il y a contact à la manière ordinaire et en même temps un phénomène de condensation; en effet, lorsque Téquilibre a lieu, la charge électrique est égale au produit de la différence de potentiel ZnjCu, caractéristique du contact des deux métaux, par la capacité de Tespèce de condensateur que forment les plateaux.

884. Loi da contact. — Nous adopterons donc rélectricité de contact, définie par la diiTérence de potentiel ou la tension des deux corps qui se touchent, sauf plus tard. à discuter les objections qui ont été faites à cette théorie ; nous admettrons aussi provisoirement que, dans la première expérience de Vol ta, le contact des doigts et du drap humide avec les métaux ne joue qu'un rôle négligeable.

Volta a voulu vérifier que la grandeur des lames et retendue de la surface de contact n*ont pas non plus d'importance, de sorte que la différence de potentiel est la seule quantité définie. Il reconnut d'abord qu'avec un condensateur donné, la déviation des pailles est complètement indépendante de la grandeur des lames et de l'étendue du contact. En second lieu, il s'est servi de condensateurs ayant des forces accumulatrices (forces condensantes) qui étaient de 120, 180, 240 et 300, et il a obtenu des déviations de 2*, 3*, 4** et 5**, c'est-à-dire proportionnelles aux forces condensantes, ce qui doit être.

Les principes étant bien établis, Volta a déterminé la liste des (ensions des métaux, en les rangeant d'après la tendance plus ou moins grande qu'ils ont à prendre Tune ou l'autre des deux électricités. L'existence d'une semblable échelle des corps, de même que pour rélectricité de frottement, n'est pas évidente à priori ; mais, si un métal M prend de l'électricité positive par son contact avec un autre métal A, et de rélectricité négative avec un métal B, rexpérience montre toujours que, lors du contact 'des métaux A et B entre eux, le premier prend de l'électricité négative et le second de l'électricité positive.

Dans le cas d'un contact entre deux corps, on a l'habitude d'appeler électro-négatif celui des deux qui se charge d'électricité positive, afin de rappeler par là que ce corps exerce sur rélectricité positive une sorte d'attraction, comme s'il était électrisé

DES SOURCES *Dt LECTRICn É. 541

négativement. Plus exactement, on appelle électro- négatif celui des deux corps qui, dans le contact, prend le potentiel le plus élevé ; l'autre corps est électro-positif. Pour éviter l'ambiguité que ces expressions ont Tinconvénienl de créer, nous dirons qu'un corps est positif ou négatif, suivant que dans son contact avec un autre il prendra le potentiel le plus élevé ou le plus faible. A ce point de vue, les corps forment, à une température déterminée, une série continue que l'on appelle la série des tensions, et qui présente beaucoup d'analogie avec l'échelle des températures. D'après Volta, les métaux usuels se classent dans l'ordi^e suivant, en commençant par les plus négatifs :

Argent, Fer, Plomb,

Cuivre, Étain, Zinc.

Au-dessus de l'argent, on pourrait mettre aussi des corps d'une autre nature, tels que la plombagine et le bioxyde de manganèse.

885. Loi des tensions. — Lorsque plusieurs métaux sont soudés les uns aux autres, de façon à former une chaîne continue, la différence des potentiels des métaux extrêmes est la même que s'ils étaient directement en contact. Cette loi importante a été établie expérimentalement par Volta. En prenant pour unité la différence des potentiels du contact Cuivre] Argent, il a trouvé pour les autres contacts successifs les valeurs :

Cu\kg = i, Fe|Ctt=2, Sn|Fc = 3, PftlSn=:i, Zn|Pir = 5;

et l'expérience a montré que la tension de contact du zinc avec l'argent est l'eprésentée par 12. Or, si Ion imagine une chaîne formée des métaux suivants : zinc, plomb, étain, fer, cuivre, argent, la différence de potentiel des métaux extrêmes est évidemment égale à la somme des différences relatives à tous les contacts successifs, et cette somme est aussi égale à 12.

Soient A, B, G, D, E des métaux successivement en contact; en désignant par le symbole M'N la différence des potentiels ca-

342 TRAITÉ DtLEGTRrCITË STATIQUE.

ractéristique du contact des deux métaux M et N, on peut représenter la loi de Yolta par la formule suivante :

(1) A|B-4-B1Ch-C|D-4-D|E = A|E.

Chacun des termes du premier membre peut être plus grand ou plus petit que zéro, selon que le premier des deux métaux que Ton rencontrera, en suivant la chaîne dans un sens déterminé, sera positif ou négatif par rapport au suivant. On a d*ailleurs, d'après les conventions :

Si donc on fait passer tous les termes de Téquation (1) dans le premier membre, il vient :

A|B-4-BlC-4-C|D-4-D|E — A|E = 0, ou bien :

(2) A|B-hB|C-hC|D + D|E-4-ElA = 0.

Cette équation (2) est une conséquence très-importante de la loi de Yolta ; elle montre que, si les deux métaux qui terminent la chaîne sont identiques, la somme totale des différences de potentiel, quand on va d'une extrémité à l'autre, est nulle, et, par suite, que les niveaux électriques aux deux bouts de la chaîne sont identiques. Si Ton ferme la chaîne en réunissant les extrè* mités, on n'introduit pas de nouveau contact et la somme des tensions est encore nulle. 11 ne pourra se produire aucun phénomène électrique dans l'un quelconque des métaux, puisque les extrémités de chacun d'eux sont au même potentiel, et il ne se produira rien non plus d*un métal à l'autre, la différence des potentiels étant sur toutes les soudui*es égale à celle qui caractérise le contact ; il ne peut donc exister aucun courant électrique permanent dans un pareil circuit. Cette proposition n*cst pas autre chose que V impossibilité du mouvement perpéiud. Si la loi de Yolta n'était pas vraie, une série de contacts entre métaux dans un circuit fermé pourrait produire un courant électrique i)ermanent ; comme ces courants développent de la chaleur, il en résulterait un travail qui ne correspondrait à aucune dépense équivalente.

DES SOURCES D'ËLEGTRICITË. 54S

886. Volta a partagé les corps en deux grandes classes. La première renferme ceux qui obéissent à la loi des tensions : elle comprend tous les métaux et un certain nombre de corps solides; la seconde classe renferme les corps pour lesquels la loi des tensions n'est plus vraie : ce sont en général les conducteurs humides. Ainsi le contact Zinc | Argent donne une différence de potentiel égale à 12, et lé contact de Teau avec le zinc une différence égale à 1 seulement. D'après la loi des tensions, le contact Eau | Argent devrait donner une différence de potentiel égale à 13, tandis qu'en réalité cette différence est aussi sensiblement égale à 1 .

En formant une chaîne continue avec des corps pris dans les deux classes, il est possible de terminer la chaîne par des métaux identiques qui soient alors à des potentiels différents, et puissent produire des effets électriques continus, de manière à constituer un véritable ^/ec/ro-mo/eur analogue aux machines à frottement. Mais, ce que nous avons dit plus haut à propos du mouvement perpétuel n'est pas applicable ici, parce que le contact des métaux avec les conducteurs humides donne lieu à des actions chimiques, qui accompagnent toujours les phénomènes électriques et en représentent le Iravail mécanique. Toutefois Voila ne parait pas avoir aperçu cette distinction capitale, car il ne considère pas comme impossible de trouver des corps, comme les métaux, qui ne suivraient pas la loi des tensions et qui permettraient la construction d'un appareil élcctromotcur sans liquide ; ce serait alors la réalisation du mouvement perpétuel.

Volta s'est aussi demandé s'il n'y aurait pas parmi les liquides des corps obéissant entre eux à la loi des tensions, ce qui constituerait une troisième classe de conducteurs; la considération des poissons électriques, dont les appareils peuvent être assimilés, d'après lui, à une pile composée uniquement d'organes humides, lui fait présumer cependant que la loi ne doit pas être applicable à tous les liquides. Nous verrons, en effet, que cette loi des tensions a lieu pour certains liquides enti*e eux, mais qu'elle n'est pas exacte d'une manière générale.

887. Priadpe de la H>« '« Volta. — Enfin, cn s'appuyant sur les expériences qui précèdent, Volta a imaginé cet appareil merveilleux, la pile électrique, dont nous ne donnerons pour le

moment quelle principe. Yolta superpose altemativcment une série de disques formés par des monnaies d'argent et des lames de zinc, mais en ayant soin de supprimer de deux en deux le contact direct du zinc et de Targent, par l'interposition d'une rondelle humide de carton ou de drap. La difTérence des potentiels, aux deux extrémités de cette colonne ou pile de disques, est d'autant plus grande que les éléments de la colonne sont plus nombreux. Appelons couple Tensemble de deux disques de métal et d'une rondelle humide. Volta a reconnu que, si un couple donne à Télectroscope condensateur une déviation de 2®, deux couples donneront 4", trois couples 6", quatre couples 8*, etc. En effet, les contacts de Icau avec le zinc et avec l'argent étant à peu près identiques, d'après Yolta, la différence de potentiel des couples extrêmes sera proportionnelle au nombre des contacts du zinc avec l'argent, qui sont tous de même sens, et la chaire de l'électroscope sera aussi proportionnelle au nombre des couples.

Si la pile est isolée, les deux extrémités ou pôles ont des potentiels égaux et de signes contraii*es ; si l'un des pôles communique avec le sol , l'autre pôle prend un potentiel, positif ou négatif, égal en valeur absolue à la différence que détermine le nombre des couples.

Par extension, on appelle pile électrique un ensemble de couples, de nature et de forme quelconques, réunis ainsi bout à bout.