Sovpapes éleciriqaes. — Quoi qu'il en Soit, IcS dcuX

électricités ne se comportent certainement pas de la même manière, et cette différence de propriétés a conduit M. Gaugain à la construction d'un appareil trés-ingénieux auquel il a donné le nom de soupape électrique (^).

(•) Cmê^^ Rendu» d€ V Académie d» êciencet, t. XL, p. 640 (1855).

116 TRAITE D'ËLECTFIICITË STATIQUE.

On se sert pour cela d'un œuf électrique, c'est-à-dire d'un vase de verre allongé (lig. 180), à deux tubulures- fermées par des garnitures mi-talliques. lia garniture inférieure est munie d'un robinet qui permet de raréfier le gaz et porte une tige terminée en boule. La garniture supérieure est traversée par une lige qui glisse dans une boJtc à cuir et se termine en bas par une boule. On couvre l'une des boules et la tige correspondante d'une couche de vernis à la gomme laque, en dénudant seulement un point de la surface; l'autre boule reste nue.

Si l'on met la boule vernie en communication avec le pâle positif d'une bobine d'induction de moyenne force cl la boule nue avec le pAle n^lif, en plaçant un galvanomètre dans le circuit, on constate que ta déviation de l'aiguille va constaromenten croissant à mesure que diminue la pression du gaz renfermé dans l'œuf. Si,' au contraire, ta boule vernie communique avec le pôle négatif, la dévialfon de l'aiguille, d'abord croissante à mesure que la pression diminue, atteint ensuite un maumum, puis décroît, passe par zéro et finit par se produire dans un sens opposé, indiquant un courant qui va de ta boule vernie à la boule nue, comme dans le cas précédent.

Or, la bobine fournit alternativement des courants de sens contraires ; l'un d'eux, le courant direct, qui a une tension plus grande, est le seul qui passe habituellement quand on ménage une interruption dans le circuit; c'est celui qui donne leurs signes aux deux pi>les de la bobine. La déviation de l'aiguille augmentant d'abord dans les deux cas, cela indique que la résistance du gaz va eu diminuant et que le courant direct reste prédominant; mais, dans le second cas, quand la pression est suflisamment faible, le courant direct est supprimé et la conducti-

Fig. IM.

hÊOIIAKGKS lilSKliKIIYiiiS. 117

bililë du gai devient assez grande pour que le courant inverse puisse passer. Il en résulte que, pour une pression convenable, i*œuf laissera toujours passer des courants de même sens, de la boule vernie à la boule nue, quelle que soit la manière dont on aura établi les communications avec la bobine. (À.'t appareil agit donc comme une véritable soupape, ne livrant passage qu^aux courants qui marcbent dans une certaine direction; on voit de Miitc le parti que Ton peut en tirer, soit pour démêler des décharges superposées ou successives de sens contraires, soit pour déterminer le sens d*une décharge dans des cas où l'emploi d*un autre procédé plus direct serait impraticable.

Ajoutons, toutefois, que cette propriété n*est pas absolue et qu*une tension électrique suffisante finit toujours par vaincre la résistance d*une soupape et traverser Tappareil dans un sens quelconque.

M)7. Comme Taddition d*une simple couche de vernis établit entre les deux boules une différence suffisante pour constituer une soupape électrique, on conçoit qu*il doit y avoir bien d*autres manières d'arriver au même résultat.

M. PoggendorfT (') a constaté que tous les tuties à gaz raréfiés, dits tubes de Geissler, dans lesquels les deux électmdes n*ont pas b même forme, jouissent plus ou moins des mêmes propriétés. Un obtient des soupapes Irés-efficaccs en effilant Tune des électrodes et terminant Tautre par un petit disque perpendiculaire a la longueur du tube.

M. Iloltz a imaginé de produire ces diil'é renées de résistances, non pas sur les conducteurs, mais dans l'intérieur même du gaz. Il emploie pour cela un tube cylindrique (fig. 181, n'' 1), divisé en un certain nombre de compartiments par des cloisonsen forme d*entonnoirs dont tous les becs sont dirigés du même cùté. Ces tubes ne fonctionnent pas aussi régulièrement que les soupapes de M. Gaugain, mais ils sont plus faciles à construiiv, ils monlrcnt re phénomène par un eflet lumineux |dus brillant et on on |>eut tirer à peu près les mêmes avantages. Ainsi, quand on phin* sur le trajet d*une décharge deux tulies |mreili»dispos4''seii (léri\«ition parallèlement entn'eux, de faron que les entonnoirs soient diri-

• UonmUherirht. ck^. IW7, y, 8UI. — Annnln ëe Chimu- n tir Phtfêttfttr, 4* *èric.L UV.p. 41».

gès en sens contraires, ou un seul lube à deux branches parallèles, on constate que la décharge passe, sinon totalement du moins en grande partie, par celui des deux tubes où le courant d'électricité positive traverse tes entonnoirs en entrant par la pointe. Toutefois, il Taut que les décharges soient asset faibles pour qu'il se manifeste une différence bien marquée. M. PoggcndorlT a reconnu que le courant continu de la machine de lloltz, c'est-à-dire sans interruption dans le circuit extérieur, passe entièrement dans l'un des tubes; si l'on provoque des décharges discontinues par une étincelle auxiliaire de plus en

Hg. IMl.

plus longue, sans que la machine soit munie de ses bouteilles, le llux éleclrique se partage inégalement d'abord, puis à peu près indifféremment cnire les deux tubes; avec les décharges des bouteilles de condensation on n'aperçoit bienlOt plus de différences, et les deux branches s'illuminent à peu prés de la même nianiëi'c.

M. Daniel (') a employé ainsi un tube à deux branches parallèles (W^. ISl, 11° 5), réunies au milieu par une boule, dans lequel les cnloiuioirs du tube supérieur gauche et du tube inl&-

(<) f.omptc$ rtndm de tAtadimu dei icienves. I. LXX, |i. SW.

DÉCHARGES DISRUPTIYES. 1 1 9

rieur droit sont dirigés dans le même sens, et les autres en sens contraire. Une seule décharge dans cet appareil s'infléchit au milieu pour passer d'un des tubes dans l'autre ; si Ton emploie simultanément deux séries de décharges de sens contraires, comme celles d'une machine de Holtz et d'une bobine d'induction, on constate par les diiTérences d'aspect de l'illumination que ces décharges se croisent au milieu de la boule centrale commune aux deux chemins.

Ces tubes à entonnoirs ne donnent pas toujours de bons résultats; il faut qu'il y ait un rapport convenable entre les diamètres du pavillon et du tube des*entonnoirs, que la pression du gaz qui peste soit assez faible et que la décharge ne soit pas trop puissante.

508. Des phénomènes analogues, relatifs à la difTérence d'action des deux électricités avaient déjà été constatés dans des expériences anciennes. Ainsi, en 1819, Erman (^) avait constaté que la lampe sans flamme de Davy laisse échapper plus facilement rëlectricité positive. Il a mis en communication avec un èlectroscope à feuille d'or une lampe métallique à alcool audessus de laquelle était suspendue une spirale de platine, maintenue à rincandescence par les gaz chauds qui se dégagent de la mèche récemment éteinte. Quand il présentait au-dessus de la lampe/à une distance de 4 ou 6 pouces, le pôle négatif d'une pile sèche ou Tarmature négative d'une bouteille de Leyde faiblement chargée, les feuilles de l'électroscope divergeaient aussitôt. Quand il présentait ensuite, de la môme manière, le pôle positif ou Farmature positive, la divergence des pailles était nulle ou incomparablement plus faible. De même, la lampe étant isolée cl électrisée, il en approchait à la même distance un plateau conducteur i^elié à un électroscope : cet électroscope indiquait rapidement une grande divergence si la lampe était positive, et s'élcctrisait à peine quand la lampe était négative. M. Ricss remarqua, en 1844, qu'une baguette de charbon incandescente jouait le même rôle, mais en facilitant au contraire le dégagement d'électricité négative. EnGn, M. Andrews avait déjà constaté en 1850 que les courants d'une machine magnéto-électrique ne traversaient la

.*} AnmaUë de CMmU H de Phytique, 2« série, t. XXY, p. '278.

iiO TRAITÉ DtLECTRICITË STATIQUE.

flamme d*un feu de charbon que si ces courants allaient en descendant de la flamme au charbon.

M. Riess (*) a obtenu encore un efTet analogue à Taide de la flamme d'un simple bec de Bunsen, au-dessus de laquelle il plaçait uu lil de platine. Le courant d'induction produit par la décharge d*une batterie avait une intensité trois fois plus grande quand il descendait du platine au tube à gaz que lorsqu'il allait en sens contraire. Ce sont là autant d'exemples de soupapes phis ou moins eflicaces.

509. Les décharges électriques se présentent sons des formes tré^-difleif^ntes sur lesquelles nous n*aTons pas insisté jnsqu'à présent* quoique nous les ayions déjà rencontrées dans plusâeors expériemvs; il est utile d\ établir une certaine classâficnlion, bien quVUes puissent se transformer les unes dans les autres par des tnmsitiiMis insensibles^ et qu>Ues ne présentent pas de difRrenct^ abtsolues. Far^Kby eu distingue quatre espèces : 1* r^mcMt prv>(H:enient dite; !?* VaiyrHte: 7 b Imemr; 4* la iédkmrge

510. êifcaM»i> — Le trait de fini par leqiiri nn condodenr ékvtrisé se décharge quand on en approclie un antre ciNidQcleur en c\>itutttttiic;itioa a^tec le soi e:>t uue étinceUe propcemenl dite; uiaU v.vtte êtîucelle peut a^oir Je^ formes trèy-^arîées.

Sî U dlstjuKV e\pIoe>i^c est fulUie. rêtinceUe est en général nu trùt nx'U%i:e trés4ujxùaieu:i . d^êpai:$2$eur et d^éclal duutis> t^Mtte SI loitgmeur. La lanceur de rètiocelle plu;^e(i plu;^ i^ec ime quantité delevlncitié. et la i^haige^i iKittcrie Je trés-^fWiuie sortace i pIaU)t Tappareace fi vie teu ^u iuxjje iauime. Jl cuiesunf «{uie ta •li^laace e\p£(j^ii« ittietttie. IVlixicifL».' >\i:uixiciu surtout >i.iii;> si partie médiane^ tant ott c\;a.>cc>uiit l)euaoju(; X xlat *»frs >es eVuT^aiittfS. Les I5i fH 153 repcvsetttKut-ii^î^etiaceUes iôtKuiii^

UKCIIARGKS DISRIIPTIVES. 131

d'une machine électrique et la tranche d'un lai^e plateau métallique en communicalion avec le sol. Avec la machine électrique

de l'Ecole de Médecine qui fournissait une grande quantité d'électricité, M. Gavarret(') obtenait ainsi des étincelles i-ectilignesjusqu'& une distance de 8 centimètres environ ; à ieni centimètres de dislance, 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 dislance de 8 centimètres, les étincelles étaient (rés-distincics les unes des autres. A partir d'une certaine distance explosive, distance qui aug-

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

(■) TrmUtCilêeirkiU.l. U, p.460et suiTanlu.

chacune des décharges, L'éUncelle n'est plus rectilîgne, mois formée d'une succession de lignes droites disposées en zigzags. Les figures 184 et 185 repiéseiileiil les élincellcs obtenues entre le conducteur d'une machine et un plateau métallique, aux distances de iS 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 tes autres gaz, mais prennent des teintes difTérentes, sur lesquelles nous reviendrons.

Si l'on continue d'augmenter la distance explosive, t'étincelle présente une forme plus complexe ; elle laisse échapper latéralement des traits lumineux qui partent surtout des angles des

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'afTaiblit peu à peu vers leurs extrémités (fig. 1 86).

51 1 . Aicntte. — Les ramifications violacées marquent la 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 coiiducteui-s avec un bruit sourd analogue à celui d'un soufHel ou d'uu 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

UECIIARCES DISHUPTIVES. lU

teinte noiacie beaucoup moins vive; les bmnches se ramifient à leur lour et finissent par s'éteindre tout â fait.

rif. 1(1.

U' nom d'aigrettes el la premiire observation de celle fonnc i\r ilëdiargc Ront dus A Gray (■), Ayant éleclrisé dans l'obsr uiiti >li-s corps métalliques soutenus par des fils de soie, il vit la nialii-re Mectriquc s'en échapper sous celte Tonne avec un bniisseiiu>nt qu'on entendait d'une manière distincte en prêtant altenliuiiient l'oreille. Ces pliènumânes acquirent bientôt plus d'éclat 'liiand ui employa des machines électriques plus puissantes ; !'-> uiivrages de l'abbé Nollet renrcrmcnt un grand nombi-c de

••piiB qui rcpréscnlcnl de longues aigretlcs s'échappani des '""ducteurs élcclrisés, surtout vers les parties anguleuses.

g., toi. VIII, |i. JiITU).

ISi THAITË D'ÉLECTRIGITË STATlQUt:.

On produit de très-belles aigrettes en approchant du conducteur de ta macliine la tranche d'un plateau 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 ligure 1 87 représente une aigrette obtenue à la dislance de 55 centimètres. Dans ces conditions, le bord du disque, devenu légèrement lumineux, est séparé de l'aigrette par un espace

qui paraît coiiiplélement obscur. Si l'on exagère un peu le débit de la niiicliine, les branches de l'aigrctle s'inclinent davantage vers le plateau, auquel elles se réunissent (iig. 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

nfciiARKEs nismmvRs. isa

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

^(2. Nous avons supposé implicitement dans ces expériences que la machine Toumil de l'électricité positive ; mais, en réalité, le phénomène est toujours produit par le concours des deux élec Iricités, puisque le conducteur non isolé s'éleclrisc par influence. En eflet. si l'on approche du conducteur de la machine de Naime qui se charge d'èleclricilé négative, une tige terminée par une petite boule (fig. 190), on obtient sur celte boule une aigrette positive ramifiée et, sur le conducteur, une aigrette né-

gitiie plus courte, formée de traits parallèles lr&s:rapprochés ; (^ deux aigrettes soiil séparées par un intervalle obscur.

U différence d'aspect des deux électricité:), au laoiiis dans l'vr itiDMphèrique, se manifc^itti dans une foule de circonstances. C»illo(<), se servant d'une mucliinc électrique à cylindre de *crre en face duquel se lix>uvuil un cutitlucteur terminé par un 1*^ métallique, i-cniuiqua qut> cliiKuiit' des pointes du peigne Hait terminée par un point lumineux et que le coussin laissait quelquefois échapper do longs jets de feu diijgés ^ei-s le peigne (^couvrant à peu près lu moitié du cylindre de verre. Une nia- "''re plus simple d'observer ce phéiiomèue est d'employer un

■\ ftMttf diUdnàtt. p. Id-. rt \Vi.

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 Leyde électrisée, on voit une aigrette à la pointe positive, une étoile à la pointe négative, et Téclat 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 dsl 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 Tair ou Tazote, 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 décharge? 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 élénienlaires 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. Gaugaiu a insisté beaucoup sur cette différence qui permet d^élublir entre les deux phénomènes une

DÉCHARGES DISRUPTIVES. 127

distinction plus nette. Les deux formes de décharges se produisent d'ailleurs pour la même diflerence 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 même 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 Taigrette, 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 Ton 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.

(I) Annohi de Chimie et de Physique, A' série, t. VIH, p. KV.