OJO
Zinc — Platine ....
Zinc — Argent ...
Argent — Platine . . .
Zinc — Cuivre ....
Aluminium — Platine.
Fer — Platine. . . .
912. Coapie à gaz. — M. Giovc (*) découvrit que Taiguille d*un galvanomètre se trouvait déviée d'une manière permanente quand on le faisait communiquer avec deux petites lames de platine recouvertes par des tubes renfermant de Toxygène et de Thydrogène. Il y avait donc là une force électromotrice nouvelle
{I) Annales de Chimie ei de Phytigue, 5« série, t. Vill, p. 246 et t. XI, p. 228.
TRAITÉ DtLECTRIClTÉ STATIQUE.
OÙ les gaz jouaient un rôle important; le passage du courant était d'ailleurs accompagné par la disparition progressive de rhydrogène et de l'oxygène et la formation d'une certaine quantité d'eau. M. Grove profita de cette observation pour construire un couple qu'il appela couple à gaz, et auquel il donna la forme suivante. Les gaz sont renfermés dans des tubes T (fig. 255), qui
contiennent une lame de platine platiné reliée par un fil avec un godet métallique E, où Ton met une goutte de mercure. Deux tubes semblables 0 et H sont montés dans les tubulures latérales d'un flacon V à trois tubulures. Ce flacon étant complètement rempli d'eau acidulée, on fait passer dans les cloches de l'hydrogène et de l'oxygène, de façon que les lames de platine continuent de toucher le liquide.
Dans ces conditions, le godet P, correspondant à l'oxygène, forme le pôle positif, et le godet N le pôle négatif; si le circuit extérieur est fermé, les gaz disparaissent peu à peu dans les propo^ tions convenables pour former de l'eau.
Le moyen le plus commode d'obtenir des gaz dans les deux cloches est d'employer une pile étrangère que Ton met en communication avec les deux pôles P et N, de manière à décomposer l'eau du flacon. On pourrait alors attribuer l'action du couple à gaz à la petite quantité d'ozone qui se forme toujours dans la décomposition de l'eau, mais l'expérience démontre que les résultats sont absolument indépendants de la manière dont les gaz ont été préparés.
Fîff. «S5.
DES SOURCES D'ËLECTRICITË. 383
M. Grove a tbrmé ainsi une pile (fig. 254) en rounissanl une série de flacons semblables par leurs pùles de noms contraires. Un seul couple suffisait pour décomposer l'iodure de potassium, deux couples donnaient déjà une décomposition sensible de l'eau acidulée; avec 50 couples, on éprouvait uue commotion en touchant les deux pùEcs, et M. Grove obtint des étincelles brillantes entre des cOnes de charbon. Quand on emploie celle pile pour décomposer l'eau, on observe qu'il disparaît dans chacun
des couples une quantité de gaz sensiblement égale à celle qui se dégage dans le voltamètre. C'est là une propriété importante, dont on trouve l'analogue dans toutes les piles électriques.
L'origine de la force éicctro motrice est ici plus difficile à pi'éciser. Les lames de platine prennent des états physiques différents par suite des gaz dont elles se sont imprégnées, et, en marquant par des indices convenables le platine ainsi modifié, on rencontre dans le couple les contacts suivants :
' Pt I Pt„+ PU I Aq -h Aq 1 Pt„ H-Pt„ | Pi — E.
Ces expériences prouvent en définitive que le contact des gaz donne lieu à des tensions qui ne suivent pas la loi de Volta.
913. PaiBriaathHi dca électrode*. — La pilc à gaz de Grovc peut être considérée comme une application d'un phénomène connu depuis longtemps sous le nom de polarisation des élec-
384 THAITË D*ÉLËGTRIGITÉ STATIQUE.
trodes, et qui avait déjà été utilisé pour la construction de piles dites secondaires,
Gautherot, en 1801 (^), fit l'observation curieuse que deux fils de platine ou d*argent, ayant servi à décomposer de l'eau, jouissent de propriétés électriques particulières. 11 plongea deux fils pareils dans de l'eau salée en faisant communiquer les extrémités avec les pôles d'une pile ; puis, quand l'eau fut en pleine décomposition, il détacha les bouts qui touchaient la pile et, les appliquant sur la langue, il éprouva pendant quelques instants la même saveur brûlante que si ces fils eussent été encore en communication avec une pile. Ces mêmes extrémités plongées dans l'eau provoquaient une petite décomposition.
Peu de temps après, Ritter (') profita de cette polarité produite par une pile galvanique pour construire un électromoteur ne renfermant qu'un seul métal et un liquide. Il forma une colonne de disques métalliques séparés les uns des autres par des rondelles de carton humide, et mit les extrémités de cette colonne en communication avec les pôles d'une pile de Voila. Au bout d'un temps plus ou moins long, suivant le nombre des rondelles, il supprima les communications, et reconnut que la colonne jouissait maintenant de toutes les propriétés de la pile électrique. Elle pouvait servir à charger un condensateur, provoquer des secousses électriques, décomposer l'eau, etc., mais avec une énergie rapidement décroissante. Les pôles de cette pile secondaire étaient de mêmes signes que ceux de la pile qui l'avait excitée, de sorte que, si l'on fermait le circuit par un conducteur, le flux d'électricité entre les rondelles et les disques de métal était de sens contraire à celui qu'avait provoqué la pile principale. Ritter considérait son appareil comme un condensateur d'électricité galvanique, ce qui n'est pas tout à fait inexact.
Si la pile secondaire est formée avec de l'eau pure pt un métal non oxydable, comme le platine, les deux faces de chaque disque se couvrent de couches de gaz (hydrogène et oxygène) qui proviennent de la décomposition de l'eau, et se trouvent ainsi dans le même état que les lames de la pile de Grove.
11 en est de même dans rexpéricnce suivante de M. Matteucci.
,* HUtoire du Galvanisme, par Sue, t. II, p. 210.
v*j Journal de Phy tique, de Desmazures, t. LVII, p. 5i5 (1803).
DES SOURCES DtLECTRIClTÉ. 385
Deux lames de platine, communiquant entre elles par le fil d'un galvanomètre, sont placées dans des cloches qui renferment Tune de l'hydrogène, l'autre de l'oxygène, puis plongées dans l'eau : l'aiguille est fortement déviée. La moindre différence dans l'état physique des métaux suffit pour produire un effet analogue. Si des lames de platine parfaitement propres sont plongées en même temps dans l'eau, elles ne produisent pas de courant; mais il suffit de les introduire l'une après l'autre pour que la différence de leurs états physiques provoque une déviation momentanée du galvanomètre (M. Becquerel).
914. La force électromotrice due à la polarisation du platine par les gaz n'est pas une quantité constante. Quand deux lames pareilles communiquent avec les pôles d'une pile faible, la force électromotrice de polarisation, nulle au début, croit d'une manière continue, d'abord proportionnellement à la quantité d'électricité qui s'écoule, comme l'a montré M. Becquerel ('), puis d'une manière plus lente jusqu'au moment où les gaz se dégagent en abondance (*). Cette force électromotrice est naturellement de signe contraire à celle de la pile, de sorte que la décomposition s'arrêtera à un certain point si la force électromotrice de la pile n'est pas supérieure au maximum de polarisation des électrodes. De mémo, quand il se produit un dégagement de gaz dans la pile, comme cela a lieu pour les couples de Volta, il s'y développe aussi une polarisation; si, après avoir fermé la pile pendant quelque temps, on isole les pôles de nouveau, la différence de potentiel des extrémités se trouve diminuée de toutes les forces électromotrices de polarisation.
Enfln M. Gaugain (') a montré aussi que, dans la pile à gaz de Grove, l'oxygène que contient l'une des cloches ne sert qu'à dépolariser l'électrode enfermée dans cette cloche. Quand on se borne à considérer le couple à l'état de repos, on peut remplacer l'oxygène par de l'acide carbonique ou par de l'eau privée de gaz sans que la force électromotrice soit modifiée. 11 suffit même que la lame de platine de l'autre cloche soit plongée dans de l'eau contenant de l'hydrogène en dissolution.
^S Comptée rendue de l'Académie de* icienca, t. XXII, p. ^1 (1846).
[*) Gaugain, Comptes rendus de V Académie de* sciences, t. XLI,p. 1164 (1855).
(») Ibidem, t. LXIV, p. 364 (1867).
II ï2r>
915. Les gaz ne sont évidemment pas les seuls coi^ps capables de produire la polarisation des électrodes. Ainsi, quand deux lames de platine communiquant avec un galvanomètre sont humectées, Tune par un acide et l'autre par une base, puis plongées dans l'eau, elles produisent un courant intense de faibk durée. Si donc deux lames de platine se trouvaient entourées de couches semblables par suite de l'action d'une pile électrique, elles donneraient lieu à une polarisation des électrodes dont il faudrait tenir compte. Cette question a donné lieu à un grand nombre de travaux sur lesquels nous ne pouvons pas insister; nous nous bornerons à citer le parti que M. Planté (') a su tirer de la polarisation de lanves de plomb pour construire des piles secondaires d'une très-grande intensité.
La polarisation des électrodes est la cause la plus importante d'affaiblissement des piles électriques. Dans les couples de Volta, le cuivre se couvre, quand la pile est fermée, d'une couche d'hydrogène qui donne une force électromotrice de sens contraire et une résistance considérable. L'avantage des piles à deux liquides consiste surtout dans la suppression de ces couches de gaz. Dans le couple de Daniell à sulfates (908) il n'y a pas de polarisation sensible. Quand l'appareil fonctionne, le cuivre se recouvre d'une couche de cuivi^, le zinc se dissout; la proportion du sulfate de zinc augmente et celle du sulfate de cuivre diminue, mais la résistance du couple ne change pas d'une manière appréciable, tant qu'il y a du sulfate de cuivre, et les contacts successifs ne sont pas modifiés. La force électroniotrice reste donc sensiblement invariable.
Un autre problème à résoudre est de former les pôles d'une pile par des substances qui ne donnent lieu à aucune polarisation quand on les emploie pour faii^ passer le courant dans des corps étrangers. On peut alors, comme l'a fait M. Du Bois-Reymond dans ses expériences d'électro-physiologie, terminer les pôles par des tiges de zinc communiquant avec des corps humides, tels que du papier ou des morceaux d'argile, impi*^nés de sulfate de zinc. Ces deux solutions de sulfate de zinc formeront des électrodes non polaHsables.
^1) Annaiei de Chimie cl de PhytiquCi 4* 2»ériis t. XV, p. j«
1)GS SOURCES D'ËLECTRiaXÉ.
PHÉHOUÈNES ÉLECTROSTATlOCtS DANS LES PILES.
91 1>. Co«>MraMl«a dn plie* élcetri^BCB. — OailS la pile de
Volta, qui est formée de doubles lames de cuivre et de zinc, séparées les unes des autres par des rondelles de drap ou de papier humide, nous savons qu'un couple complet doit être considéré comme terminé par des métaui identiques (901), chacune des lames de zinc, par exemple, servant de pdle négatif à l'un des couples et de pOle positif au couple suivant.
Avec celte disposition, l'extrémité supérieure, qui est au potentiel le plus élevé et forme le pAle positif, se termine par une lame de zinc. Dans l'hypothèse ou l'électricité serait produite par les seules actions chimiques, les deux métaux extri'mcs seraient inutiles. Habituellement, en effet, on met à la partie inférieure un seul disque de zinc (hg. 255), puis des lames doubles dans tout l'intervalle et une seule lame de cuivre sur le dernier drap. Le zinc se trouve alors former le pâle négatif; mais, quel- fj^. isï. que usage que l'on fasse de la
pile, on introduit nécesS'airement un nouveau contact extéiicur et les deux dispositions sont équivalentes.
La pile en colonne est peu employée : si les rondelles de drap ne contiennent qu'une quantité de liijuidc ti'és-faible, l'appareil est trop peu conducteur ; si la quantité de liquide est plu!>
388 THAITÉ D'ÉLECTRICITÉ STATIQUE.
grande, les rondelles inférieures sont écrasées par le poids de la colonne et laissent suinter du liquide qui s'écoule le long de la surface. Nous prendrons cependant comme type la pile à colonne, parce que sa forme est très-régulière, mais les résultats auxquels nous arriverons sont immédiatement applicables à toutes les autres piles.
917. Théorie de Btot. — Biot a donué (^) une théorie trèsétendue de l'appareil électromoteur de Volta, quoique tous ses raisonnements reposent sur une équivoque permanente dans l'emploi d'une quantité mal définie. Biot admet que la production d'électricité se fait seulement au contact du zinc et du cuivre, erreur qui n'a pas d'importance, mais il entend le phénomène dans un sens qui n'est pas conforme au principe de Volta.
« Considérons, dit-il, une seule pièce formée d'une plaque de zinc soudée à une plaque de cuivre de dimensions égales, et mettons le enivre en communication avec le sol. Cette face sera alors ù l'état naturel ; mais la face zinc se couvrira d'une couche d'électricité vitrée libre, dont je représenterai par a la quantité totale. Cet a dépendra de l'étendue des deux plaques et sera proportionnel à leur surface.
« On pose sur la face zinc une rondelle de drap imbibée d'eau salée dont l'action électromotrice est insensible. Alors l'électricité libre de la face zinc se répandra sur la surface de ce conducteur ; mais, comme il faut toujours que le zinc possède Vexcèt d'électricité vitrée que son contact avec le cuivre exige, il le reprendra au cuivre et celui-ci au sol. »
Cette quantité a, qui intervient dans tous les calculs et que Biot appelle Vexcès d'électricité dû au contact, n'a pas de signification déterminée; c'est tantôt une quantité d'électricité, tantôt une densité électrique ou une tension mal définie, ce qui enlève toute valeur à la théorie. Néanmoins, comme les questions à résoudre y sont énoncées clairement, nous allons l'exposer en peu de mots.
I. Pile non isolée. — Considérons d'abord le cas d'une pile communiquant par Tune de ses extrémités avec le sol.
Un premier couple étant constitué comme précédemment, on prend une nouvelle pièce cuivre et zinc pareille à la première;
(V Traité de Physique exp. et mathématique ^ t. II, p. 478.
DES SOURCES D ÉLËCTRIGITË. 589
après avoir touché sa face cuivre, on l'isole, puis on la pose sur la rondelle humide. Alors il s'opère deux actions : « 1° La face rinc de cette seconde pièce conserve l'excès d'électricité vitrée -+- a qu'elle tient de son contact avec le cuivre; 2** le système entier de la pièce partage l'électricité libre de la rondelle, comme le ferait tout autre conducteur. La rondelle reprend cette électricité au zinc inférieur, celui-ci au cuivre, et le cuivre au sol ; de sorte qu'après un temps qui doit être infiniment petit, si la conductibilité est parfaite, il s'établit un é(at électrique stable. » Les quantités d*électricité libres sont :
PiAce Dé ' ( ^^^ ^*°^ -h 2a,
^ \ Face cuivre communiquant à la rondelle humide. + « ;
ft. . . -. . ( Face zinc -ha,
nèce infeneure { « . • * i i n
( Face cuivre communiquant avec le sol 0.
En continuant ainsi, on voit que, pour n couples de zinc et de cuivre, les électricités libres des différents éléments seront :
, ( Zinc 4-na,
n* couple l ^ . / . .
^ I Cuivre -|-(n — l)a;
o. , I Zinc -h 2a,
2* couple { ^ .
\ Cuivre -h*;
l" couple ( ^'""^ "^*'
couple I ^^.^^ ^
La somme des électricités libres est donc, en supposant les rondelles de drap assez minces pour qu'on puisse négliger l'électricité libre qu'elles possèdent,
Cl- o . n(n-f-l)
Sur les zmes a -+- 2a -f ..... 4- na = \ — ' a ;
Sur les cuivres 04-*-f-.. H-(n — 1) a= - — . J a.
La somme totale est
Cette somme représenterait la quantité d'électricité qui s'écoule quand on met le pôle supérieur en communication avec le sol ; ce serait donc la mesure de la décharge étectrique.
ôîKt TRAITÉ D'ÉLECTRICITÉ STATIQUE.
Pour évaluer les tensions, on emploiera la méthode suivante. Prenons un condensateur dont la force condensante est F ; cette force est le rapport des charges M et m que prend le collecteur avec ou sans condenseur, m étant d'ailleurs la charge libre du collecteur pendant la condensation. Si le collecteur seul communique avec la pile, il prendra une charge E proportionnelle ù la charge libre e de la pile au point de communication; on peut écrire
Le rapport i dépend des dimensions relatives du collecteur et des disques de la pile.
Quand le condenseur intervient, le point touché de la pile reprend toujours la môme charge e, et l'électricité libre du collecteur est alors égale à la charge primitive E ; on a
E = ei^m, et la charge totale est
(1) M = Vm = eVi.
Si l'on a touché la dernière lame de zinc, dont la charge libre ost na, par l'intermédiaire d'une rondelle humide pour éviter un nouveau contact métallique, on voit que la charge N^ du collecteur est
(2) N, = naFi,
la quantité totale d'électricité libre de la pile étant toujours
(3) Qo = n'a.
11. Pile isolée. — Supposons qu'on ait monté la pile en maintenant toutes les pièces parfaitement isolées ; la charge totale d'électricité libre devra toujours être nulle.
Avec un seul couple, les charges seront :
Sur le zinc -+- g.
Sur le cuivre — ^.
DES SOURCES D*ÉLECTRIGITÉ. 391
Si la pile est composée d'un nombre n de couples, on obtiendra la distribution des électricités en écrivant que la charge totale est nulle et que la différence des charges de deux métaux voisins est conslante.
L'électricité libre du dernier zinc étant égale à a:, l'électricité libre des lames suivantes sera successivement x — a, x — a, X — 2a, X — 2a, x — 3a,..., et la quantité totale d'électricité libre inx — v}x. On a donc
2nx = n*a, ou
l'électricité libre du cuivre inférieur sera, de même,
a X — na= — n -.
En réalité, il est impossible que toutes les pièces restent isolées pendant l'opération ; mais il suffit d'isoler la pile, une fois montée, pour que les déperditions inévitables l'amènent rapidement dans l'état régulier qu'elle devrait avoir.
Si l'on met le condensateur en communication avec le pôle supérieur de la pile et qu'on désigne par t/ l'électricité libre qui restera sur ce dernier élément, la charge du collecteur sera
N, = i/Fi.
L'électricité libre des lames suivantes étant successivement y — a, y — a, i/ — 2a,..., la quantité d'électricité libre sur 1 pile est
Qj==2nj/ — n'a.
Comme la charge totale de la pile et du collecteur doit être nulle, il en résulte
y (Fi ■+ 2n) — v}(i = 0, ^ j
Fi -h in On en déduit
(5) Nj = Fi--: -- = naFt r,-7- . — = Notr7
' * FîH-2n \\ -f-2n •h
592 TRAITÉ D'ÉLECTRICITÉ STATIUUK.
La charge du condensateur est ainsi beaucoup plus faible que si la pile n*eut pas été isolée, ce que Texpërience confirme.
Si Ton fait, par exemple,
i == 1 , ce qui suppose les disques égaux au collecteur
F = 120, et n = 30, il vient
On peut se proposer de déterminer quel est alors sur la pile le poinineuire, celui dont Télectricilé libre est nulle. L'électricité libre de la p*' lame de zinc étant égale à y — (n — p) a, le rang^ ^ de la lame neutre est donné par la condition
d'où l'on tire, en tenant compte de l'équation (4), /,>v w n -h Fi
(6) Pi = W — -=n rr.-
III. Pile communiquant d'abord avec le sol, puis isolée, — Considérons enfin le cas où la pile, d'abord en communication avec le sol par son pôle inférieur, est ensuite isolée, puis reliée au condensateur par son pôle supérieur. En désignant par y Télectricité libre du dernier zinc, N, la charge du condensateur, Q, Télectricité libre de la pile, on a encore
N. = i/Ff, (Jj=2nj/ — n'a.
Mais ici la charge totale n'est plus nulle; elle est égale à la charge primitive de la pile d'abord non isolée, ce qui donne
^~2n-hFi'
(7) N =2FiV^^ = 2N,. -
b£S SOLBCES DÉLECTRICITÊ. ô'Jù
La charge du condensateur est alors double de celle qu*il recevrait de la pile isolée.
Le rang p, de rélément neutre est
La même métiiode permettrait de déterminer l'état de Tappareil |>our le cas ou l*on aurait mis en communication avec le rondensatcur un autre élément que le dernier.
Il est inutile de discuter en détail les raisonnements de Biot, parce que la signification de Texcés d'électricité a est trop élastique; mais il n'est pas sans intérêt de comparer les résultais de cette théorie avec ceux que Ton peut calculer en s'appuyant sur des principes plus rigoureux.
918. Tliéorle basée svr îeu dlfléreaccfi de po4e«tlel. — DanS
une pile formée de n couples identiques, dont chacun a une force électromotrice égale ù E, la différence de potentiel des pôles est égale à rib). Cette dilTérence, étant liée à la succession des contacts, ne dépend en rien de Tétat dans lequel on mettra la pile, qu'elle soit isolée ou non, ou bien qu'après Tavoir isolée on la mette en communication avec un conducteur électrisé de forme quelconque. Si donc , ù l'état électrique qu'établissent les contacts sur une pile isolée, on superpose une couche électrique distribuée comme elle le serait sur un conducteur homogène ayant exactement la forme de la pile, l'appareil sera encore en équilibre*. En effet, cette couche nouvelle ajoute en tous les points un potentiel constant, de sorte que les iV\fti** rences qui existaient primitivement ne sont pas moelifh'^es, et la loi des contacts est encore satisfaite.
Il résulte de là que, si la pile est mise en communication avec un conducteur étranger, elle se comporte comme une surface métallique ayant la même forme, et possède la même capacité électrique; cette remarque simplifiera beaucoup la question.
1. Pile non isolée, — Quand la pile n'est pas isolée, le pùle inférieur négatif communiquant avec le sol, le potentiel du pùle supérieur est, s'il y a (/i-hl) lames de cuivre, c'est-à-dire n couples, égal à nE, et le potentiel de la (p -f- 1)* lame de cuivre est pE. Uirsqu'on met cette lame en communication par un fil avec un
conducteur quelconque, un condensateur, par exemple, dont la capacité électrique est C, la charge de ce condensateur est
Po=pEC,
puisque la communication avec le sol maintient un potentiel nul sur le pôle négatif de la pile.
La charge que prend le condensateur en touchant le sommet de la pile est donc
(2)' No=nEC.
II. Pile isolée. — Si la pile a été isolée pendant un temps assez long pour qu'elle ait pris un état déquilibre définitif et symé-
trique, le potentiel est égal à H — E au pôle positif, à zéro au
milieu de la pile, et à E au pôle négatif.
Mettons maintenant le pôle positif en communication avec le condensateur. Si le potentiel de la lame touchée est alors devenu égal à jfj la charge du condensateur est
N,=Cf/.
Désignons par K la capacité électrique de la pile. La quantité d'électricité perdue par cet appareil est égale à Np par suite.la
N diminution du potentiel en chaque point est égale à -j^- Le potentiel primitif de la lame considérée étant égal à— E, on a donc
et, par suite.
y — n^—ïT'
On en déduit :
DES SOURCES D'ÉLECTRICII É. 395
Le rang (p^ + i) de l'élémenl neutre, c'est-à-dire au potentiel léro, est déterminé par l'équation
/ n\ ^ N, n EC
[Pi--i)^=K-~^'irrK'
qui donne
Si l'on avait touché le milieu de la pile, la charge du collecteur eût été nulle, ce qui est évident a priori.
m. Pile communiquant avec le sol, puis isolée, — Supposons enfin que la pile, d'abord en relation avec le sol, soit isolée, puis mise en communication' avec le condensateur.
Le collecteur prend une charge N,, qui produit sur la pile une
N diminution générale du potentiel égale à -^. Le potentiel du pôle
touché est alors
et la charge du condensateur est donnée par l'équation
N,=c(nE-|j
d'où l'on déduit
relation identique ù celle de Biot (7).
On obtiendra le rang (p, + 1) de la lame devenue neutre par l'équation
ou
On traitera de la même manière les cas où le conducteur extérieur communiquerait avec un élément quelconque.
596 TRAITÉ D*ÉLEGTRICITÉ STATIQUE.
Nous avons supposé que les expériences duraient assez longtemps pour que l'équilibre fût atteint, ce qui, en réalité, s'effectue en un temps très -court. Quant à la décharge de la pile, savoir la quantité d'électricité qui s'écoule chaque fois qu'on réunit les deux pôles par un conducteur, elle n'est pas définie d'une manière aussi simple que le croyait Biot. Si les deux pôles sont réunis, il se produit un écoulement continu d'électricité d'un pôle à l'autre, un courant électrique dont l'intensité dépend, non-seulement de la nature des contacts, mais de la résistance du circuit. C'est là un problème d'une toute autre nature.
Il est remarquable qu'un calcul exact conduise à des formules si semblables à celles que Biot a déduites de considérations trèsdifférentes. Néanmoins la ressemblance n'est qu'apparente, et l'on peut s'assurer, par la comparaison des formules correspondantes dans les deux théories, que les résultats sont en réalité incompatibles, et qu'on ne peut pas les identifier en remplaçant
le rapport —, qui entre dans les expressions de Biot, par une valeur constante en fonction des capacités électriques K et C de la pile et du condensateur.
919. ¥érlfleattoiis expérliaieiitales. — Plie non isolée. — On
trouve dans la physique de Biot des expériences intéressantes pour le cas seulement où la pile est maintenue en communication avec le sol par l'un de ses pôles. La pile étant posée sur un support métallique, on la mettait en communication avec le collecteur d'un condensateur à l'aide d'un fil de métal plongeant dans une soucoupe de fer posée sur le pôle supérieur de la pile et renfermant du mercure. Le condenseur était touché avec la main un instant, puis on supprimait toutes les communications, on enlevait le collecteur et on le touchait avec un plan d'épreuve que l'on portait dans la balance de Colomb à la place de boule fixe. La boule mobile de la balance étant chaque fois ramenée à Tétat neutre, on observait la distance Ô à laquelle le plan d'épreuve la maintenait en équilibre ; la charge de ce plan d'épreuve était alors exprimée par la formule
$ sm -tq- 2 ^2
Biot a constaté d'abord qu'un contact d'une durée inappréciable suffit pour donner au condensateur sa charge maximum; À\ a ensuite cherché quelle était Tinlluence de la nature du liquide et des dimensions des éléments.
Avec 20 couples de cuivre et de zinc, séparés par des rondelles humectées d'eau pure ou de sulfate d'alumine, il a obtenu les déviations suivantes, qui sont exprimées en grades,
Eau pure 81 % 82, 81, 83, 85 moyenne = 82^
Sulfate d'alumine. . . 80^ 85, 85, 85, 80, 82 moyenne = 82S5.
Ces moyennes sont identiques, mais d'autres liquides ont donné des résultats différents :
Potasse 01,5;
Sulfate de fer 82,5.
Ces expériences prouvent, conformément à l'opinion de Volta, que la nature du liquide peut avoir une grande influence.
Biot a comparé ensuite une pile de 20 éléments ordinaires avec une autre pile renfermant les mêmes métaux, mais dont les rondelles humides, formées de morceaux de papier vernis et collés sur une partie des surfaces métalliques, avaient une étendue neuf fois plus faible, et il a obtenu
Pour les couples ordinaires 80,5;
Pour les couples à petites rondelles 85.
Le rapport des deux déviations est 1 ,06 ; elles sont donc égales à Y$ près, quantité dont il est difficile de répondre.
Il en a été de môme pour les piles suivantes, formées chacune de 16 couples montés au sulfate d'alumine, et dans lesquels les surfaces des lames étaient entre elles comme 1 pour la première, 5,1 pour la seconde et 153,2 pour la troisième. Les moyennes des déviations ont été
Pour la première pile 75"' ;
Pour la deuxième pile 71,6;
Pour la troisième pile 71,6.
Ces trois valeurs peuvent être considérées comme identiques. Biot attribuait le petit excès de la première à ce que, les disques
598 TRAITE D^ËlilGTHiClTÉ STATIQUE.
étant plus petits, le contact se faisait plus près du bord et pouvait prendre une plus grande charge à cause de la distribution inégale de Télectricité, mais cette interprétation est erronée.
11 résulte des expériences de Biot que la charge du condensateur, quand la pile n'est pas isolée, est indépendante des dimensions des éléments qui constituent la pile et ne dépend que de la nature et du nombre des contacts, ce qui est conforme à la théorie.
920. Péclet (^) a étudié Tinfluence du nombre des couples. Ce physicien a constaté d*abord que Ton obtient sensiblement la même charge sur un condensateur quand on met le coUecleuren communication avec le pôle libre d*unc pile non isolée, et le condenseur avec le sol, ou bien quand on réunit séparément le collecteur et le condenseur avec les deux pôles d'une pile isolée. Cela doit être, puisque la différence des potentiels des plateaui est la même dans les deux cas.
Péclet a réuni ensuite à un condensateur à feuilles d*or les extrémités de piles comprenant un nombre variable de couples identiques, formés de lames de fer et de cuivœ séparées par des rondelles en peau de chamois; les divergences des feuilles d'or jiit été les suivantes :
NOHBaS DE COUPLES
DITEBGEXCE
ft
r>îi
Comme il avait vérifié précédemment, à Taide du condensateur
: trois plateaux, que la divergence des pailles était proportion-
i:clle 5 la charge, il en résulte que la charge du condensateur,
u la différence des potentiels aux deux pôles de la pile, est
proportionnelle au nombre des couples.
(*) Annale» de Chimie et de Physique, 5* série t. 11, p. 235.
DES SOURCES D^ÉLECTRIGTÉ.
921. Pcitier (') a fait des mesures plus complètes avec une pile à tasses de Voila, formée de vases en verre renfermant de l'eau et réunis successivement par de doubles lames de zinc et de cuivre soudés. Tous les verres étaient posés sur un gâteau de résine isolant et la surface immergée de chaque lame était seulement de 4 centimètres carrés. Les extrémités de cette pile étaient reliées aux deux plateaux d'un condensateur; on interrompait ensuite les communications, on enlevait le collecteur et on le faisait communiquer avec un électromètre à aiguille aimantée.
Voici le tableau des expériences :
FORCE
SOHUII DE C0DPLC5
