xiu, p. les et p. Ut

^0 TRAITÉ D*ÉLEGTRIGITË STATIQUE.

trémités d'un même diamètre, les deux autres A' et B' au-dessous du plateau inférieur et à angle droit avec les premiers; ces peignes communiquent deux à deux par des tringles de métal, comme on le voit sur la figure, et forment ainsi deux conducteurs que Ton peut réunir ou séparer à l'aide d'un excitateur à boules P et N. Ces conducteui*s sont isolés par des pieds en ébonite. Pour charger la machine, l'excitateur étant fermé, on fait tourner les plateaux de telle façon que chacun d'eux, à partir de l'un des peignes A qui lui correspond, s'éloigne du peigne A' auquel celui-là est réuni, comme l'indiquent les flèches, et on approche de l'un des peignes une lame d'ébonite électrisée. Il se produit bientôt un bruissement auquel on reconnaît que la machine est amorcée ; on enlève alors la lame influente et, en écartant les boules de l'excitateur, on obtient un jet continu d'aigrettes. Ces aigrettes se transforment en étincelles plus énergiques et moins fréquentes, si l'on réunit les deux conducteurs avec les armatures d'une sorte de bouteille de Leyde construite d'une manière très-simple : c'est un tube de verre L qui porte vers les extrémités des bandes d'étain circulaires collées' sur les deux faces, et dont les feuilles intérieures sont réunies par un ruban d'étain, de façon à figurer les trois armatures de deux bouteilles réunies en cascade.

Pour expliquer le jeu de cet appareil, supposons encore que l'on remplace les plateaux par deux surfaces cylindriques C et C concentriques (fig. 237), et tournant en sens contraires, comme l'indiquent les flèches. Le peigne A du cylindre intérieur communique d'une manière permanente avec le peigne extérieur A', les peignes B et B' communiquent de même entre eux, et ces deux conducteurs peuvent être réunis par les deux branches de l'excitateur PN.

L'excitateur étant fermé, supposons que par une cause quelconque, comme l'influence d'une plaque d'ébonite électrisée placée en face du peigne A pendant une demi-rotation, ce peigne ait versé de l'électricité positive sur la moitié inférieur du petit cylindre; le peigne opposé B aura versé en même temps une quantité égale d'éleclricité négative. On peut maintenant supprimer le corps influent et la machine s'entretiendra d'elle-même. En effet, les deux couches électiiqucs du cylindix) intérieur agis^

DES MACHINES ÉLECTRIQUES. Mi

sent par influence sur les peignes extérieurs A' et B' qui versent à leur tour, le premier de réiectricité positive et le second de I>lectricité négative, de sorte que le cylindre extérieur sera électrisi'; positivement à gauche et négativement à droite; ces couches réagiront à leur tour sur les peignes A et B pour provoquer un écoulement d électricité de même signe que celui qui s'était produit d'aboitl. Il est clair que le débit d'électricité croîtra d*abord en progression géométrique, et atteindra bientôt un maximum où il sera équilibré par les perles.

Comme les deux peignes A et A' d'un même conducteur débitent la même électricité, Texcitateur PN est traversé par un flux électrique dans un sens déterminé. Si Ton sépare les deux boules, le conducteur P sera porté à un potentiel positif, Tautre à un potentiel négatif; on obtiendra entre eux une série de décharges en aigrettes continues, si leur capacité électrique est trés-faible, ou en

étincelles intermittentes si on les met en communication avec d'autres conducteurs, comme les armatures extrêmes de deux bouteilles en cascade.

Si l'on faisait tourner les cylindres (ou les plateaux dans la machine réelle) dans le sens opposé, il est aisé de voir que la machine fonctionnerait encoi-c ; mais alors les deux {teignes A et A' d'un môme conducteur verseraient des électricités différentes, los deux conducteurs seraient constamment au même potentiel (ii>ro), et le contact ou la si'»paration des branches de l'excitateur ne produiraient aucun effet ; il serait impossible d'y obtenir des étincelles.

I«a machine porte (|uelquefoi9 un cinquième peigne placé, par exemple, en face du peigne B^ et communiquant avec lui.

Kiif. t'>T.

pour obtenir un effet analogue à celui du conducteur diamétral de la machine ordinaire. Il ne semble pas toutefois que le rôle de ce cinquième peigne soit très-efficace.

A diamètre égal, la machine à deux rotations doit fournir deux fois autant d'électricité que la machine ordinaire, puisqu'elle possède un nombre de «peignes double, et le débit est encore proportionnel à la vitesse de rotation. Quant à la différence des potentiels, elle est limitée aussi, s'il n'y a pas d'autres causes de fuites plus rapides, par la condition que les étincelles ne puissent éclater directement entre deux peignes opposés, le long de la surface du verre.

Ckîtte machine présente des difficultés de construction particulières, à cause des deux plateaux qui doivent tourner en sens contraires sur un même axe; on n'en a réalisé jusqu'à présent que des modèles assez petits, dans lesquels le diamètre des plateaux ne dépasse pas 40 centimètres, mais qui donnent d'excellents résultats.

856. Machine de Carré. — Le scul inconvénient des machines de Holtz est la nécessité de les amorcer par un corps étranger, et il arrive quelquefois que les circonstances atmosphériques sont assez désavantageuses, ou la lame d'ébonite en assez mauvais état, pour qu'on ail quelque peine à provoquer les premières décharges. M. Carré a construit un appareil (fig. 258), dans lequel le corps influent est un disque dont l'état électrique est entrelenu par un frottement continu.

Ce disque A, en ébonite ou en verre, qui passe entre deux coussins de cuir D, est porté directement sur Taxe de la manivelle M ; une poulie montée sur le même axe communique, û l'aide d'une corde, une rotation beaucouj) plus rapide ù un autre disque en ébonite B d'un grand diamètre. En face de ce deuxième plateau sont deux peignes E et F, dont le second est opposé à une feuille d'ébonite fixe, munie d'armures terminées par des pointes et destinée à servir de deuxième inducteur, comme dans la machine de llultz. Le peigne supérieur communique avec un conducteur isolé C et le peigne inférieur est aussi isolé ou communique avec le sol; une branche mobile T sert d'excitateur. On peut augmenter encore l'énergie des étincelles en réunissant les deux conducteurs aux deux armatures d'une bouteille de Leyde

ws M.vciiiSKs (::ri:(:TniyirEs. S93

forrruV d'im liallnn à long poI (|iir l'on si)S[v<<nr) à un nnnonii E par le rrochfl «le l'nniinture iiiiiirioiirc. Otle machine csl peu fragile ; plie se chiirftc il'cllo-nii^inc lii''s-rn|tirlpmonl, donne l»eaiin»ii|) d'i'lodriiilr cl de longues étiiicellos. Son déliil, sans Aire l'-gal â relui des marliincs de llollz de in<^inL> diamètre, est supérieur â celui des u|)p;iroils à rnitlemenl simple, et elle est pnMe il fonrlionner immédialcmonl pnr tous les temps. Ce{>endant le rhoii de I ebonite pour Tain' le gi-and plateau pn-senlc quoliiues inconvénients, parce «|uc cette suhstnnce [»crd peu à peu ses propriél(>s isolantes par ruclion leide des agents atmosphériques,

et il est utile de renouveler de temps en temps les surraces en les frottant avec du papier d'émcri .

857. f«fl<»M «mp^rtfgM rclatUra * la mmHam* **■ H^ta. — l'our mieux montitr le jeu des niai'hiiies à K-artions, comme celle de Holti, et le parti ipie Ton |k.>u1 tirer de rcs instruments, nous indiquerons encore les dispositions qu'il convient d'adopter pour répéter les ex|)érieuces {.'énéralcs d'clwirii-ilé, et en même temps quelques phénomènes particuliers à ces nouvelle! machines.

Ainsi, il est souvent utile (l*avoir à sa disposition un conduc* leur électrisé à un potentiel très-élevé, comme les cylindres de la machine de Ramsden, afin d*électriser des corps de forme quelconque avec lesquels on le mettra en contact pendant un instant. La machine de Holtz ne parait pas convenir alors, parce qu'il se produit entre les deux pôles des étincelles fréquentes, même lorsque les boules de l'excitateur sont le plus éloignées, de sorte que l'état électrique du corps étranger que l'on a mis en communication avec l'un des pôles est très-différent, suivant qu'on le retire un peu avant ou après la production d'une étincelle. Il faut donc empêcher ces décharges brusques, en ménageant quelque part des fuites d'électricité qui équilibreront le débit de la machine. On peut relier l'un des pôles avec le sol et mettre l'autre en communication avec une pointe plus ou moins aiguë ; mais l'appareil permet une disposition plus simple. Il suffit d'enlever la petite boule qui termine la branche mobile de l'excitateur et d'écarter cette branche à une distance plus ou moins grande. Le pas de vis qui termine cette tige fait fonction de trop-plein électrique (481) et laisse échapper des aigrettes qui maintiennent une diflérence de potentiel constante entre les deux pôles. En isolant l'un ou l'autre, on aura ainsi à sa disposition un conducteur à un potentiel constant, positif ou négatif; quand on touchera, par exemple, celui des deux pôles qui reste isolé par le crochet d'une bouteille de Leyde que l'on tient à la main, on obtiendra sur cette bouteille, dans différentes expériences, une quantité d'électricité qui sera toujours sensiblement la même.

Nous avons vu (850) qu'une machine peut se décharger ou même s'intervertir quand l'excitateur est ouvert, surtout si les pôles communiquent avec les armatures d'une batterie de grande surface ; on peut alors observer un phénomène curieux. Lorsque la batterie est fortement élcctrisée, on abandonne la machine a elle-même en faisant tomber la courroie qui commande les plateaux; on voit ces plateaux s'arrêter peu à peu, puis se mettre à tourner en sens contraire d'un mouvement accéléré, jusqu'à ce que la batterie soit déchargée. Si Ton pouvait enlever subitement les armures de papier, la décharge de la batterie pourrait entretenir la rotation du plateau dans un sens quel-

conque, par la répulsion qu*exercent les peignessur les points du verre où ils ont versé de rélectricité ; mais les armures de papier se maintiennent électrisées, si les plateaux tournent dans le sens habituel, et s'opposent au mouvement, tandis qu'elles sont ramenées à Tétat neutre et n'interviennent plus dans le phénomène quand la rotation est de sens contraire.

Ces expériences sont plus faciles à répéter avec deux machines. L'une d'elles étant ouverte et à l'état neutre, on met ses deux peignes en communication séparément avec les pôles d'une seconde machine en activité. Aussitôt les peignes de la première s'illuminent et le plateau se met à tourner en sens contraire de sa marche régulière ; l'une des machines dépense ce que l'autre produit. On peut dire encore, en se plaçant à un autre point de Tue, que rélectricité sert alors à transmettre le mouvement de la seconde machine à la première.

Dans cette expérience, on peut remarquer que les deux machines sont réunies par leui's pôles de noms contraires, et que Tensemble constitue un circuit qui est traversé dans un sens déterminé par un courant électrique continu.

Supposons maintenant que deux machines, marchant toutes deux dans le sens régulier, soient ainsi réunies par leurs pôles de noms contraires, le pôle négatif N de l'une avec le pôle positif V de la suivante, et le pôle négatif N' de celle-ci avec le pôle positif? de la première. Dans ce cas, le débit d'électricité n'est pas modifié, puisque le courant passe par chacune des machines successivement, mais on peut obtenir une difTérence de potentiel beaucoup plus grande. Supposons, en effet, qu'on interrompe le conducteur NT jusqu'à la distance limite de production des étincelles. La première machine établit entre les pôles P et N une certaine difTérence de potentiel V; le conducteur NP est à un potentiel sensiblement constant, et la seconde machine établit la même différence de potentiel V cnivc les pôles P et N'. Dans ce cas, la différence de potentiel entre les pôles P et N' pourra être égale à 2V. J'ai obtenu ainsi des étincelles de 32 centimètres, en accouplant deux machines doubles dont chacune ne pouvait donner d'étincelles plus longues que 20 centimètres; il est utile alors de i*elier avec le sol le conducteur intermédiaire NP, afin que les potentieb extrêmes se maintiennent égaux et de si-

296 TRAITÉ D'ÉLECTRICITÉ STATIQDK.

gnes contraires. Malheureusement, l'isolement des différentes pièces de la machine n'est pas assez parfait pour que Ton puisse tirer un grand profit de cette disposition. Les plateaux mobiles laissent alors échapper des aigrettes de tous côtés, vers les bouteilles de condensation, les supports, les cordes de transmission, etc., de sorte que Ton est loin de doubler la différence de potentiel relative à chaque machine.

Enfin, on peut aussi réunir deux machines par leurs pôles de même nom ; on obtient ainsi deux systèmes de conducteurs entre lesquels la différence de potentiel est la même que pour une machine unique. Alors le jeu des appareils ne peut être entretenu que si les deux systèmes sont réunis par un conducteur ou par une série d'étincelles; la distance explosive n'est pas modifiée, mais le débit d'électricité est doublé. Les mêmes expériences pourraient être réalisées avec une machine électrique quelconque, telle qu'une machine de Nairne ou une machine de Ramsden ù coussins isolés. Ces deux manières d'associer les appareils d'électricité statique correspondent exactement à la réunion des piles électriques en tension ou en quantité.

858. Appareils de H. Thomson. — L'influencc élcctrlque et les réactions réciproques ont servi de principe à la construction d'un assez grand nombre d'appareils; nous en indiquerons quelques-uns imaginés par M. Thomson (*).

Le reproducteur de charge qui a été décrit à propos de l'éleo- Iromètre absolu (284) peut, avec quelques modifications destinées h augmenter le débit d'électricité, être transformé en une véritable machine électrique.

Une roue C (fig. 239) en ôbonite porte un certain nombre de lames métalliques isolées , disposées en secteurs sur les deux faces et figurant à la circonférence comme des dénis d'engrenage. Deux lames métalliques I et R, recourbées de façon à envelopper presque complètement la moitié de la roue (l'une d'elles est indiquée seulement par un pointillé), jouent en même temps le rôle d'inducteur et de récepteur^ c'est-à-dire qu'elles agissent par influence sur un conducteur intermédiaire F et reçoivent ensuite» par l'effet du mouvement, l'éleclricilé ainsi développée; il en ré-

(*) fleprint ofpapers, p. 33Q.

DES MACHINES ÊLECTRIQrES. 291

suite que la charge de chacune d'elles augmonle d'ahord en progression géoméli'iquc, comme dans tous les appareils analogues. Pour cela, deux ressorts récepteurs i et r, communiquant séparément avec les enveloppes métalliques dans rintéricur desquelles ils sont placés, reçoivent rélectricitè apportée par les différents secteurs cl la communiquent en totalité aux enveloppes correspondantes. Deux autres ressoris i' et r\ dits connecteurs, placés à la suite des piiicédents dans le sens de la rotation de la roue, communiquent entre eux par un fil métallique F.

Supposons que l'un des inducteurs, 1 par exemple, soit d'abord chargé d'électricité négative; le ressort connecteur correspondant i* se charge delectricité positive qu'il communique aux dents successives de la roue, lesquelles, par le ressort récepteur sui-

vant r, transmettent cette électricité au deuxième inducteur B. Le ressort connecteur opposé r* se charge de même d'électricité négative, qui revient ensuite par les secteurs et par le ressort récepteur t au premier inducteur I.

Dans l'instrument (fig. 240) construit par M. Thomson, la roue n'avait pas plus de 2 pouces de diamètre et pouvait être mise en mouvement par le moteur d'un télégraphe de Moi-se ; mais, quelques secondes seulement après la mJM- en train, il se produisait des aigrettes brillantes et des étincelles entre les différentes parties de l'appareil, même lorsque les inducteurs elles connecteurs avaient été réunis entre eux pendant plusieurs jours et déchargés avec le plus grand soin.

Une pile sèche de 40 éléments, dont les deux pôles étaient mis en communication séparément avec les deux inducteurs, suffisait pour charger la machine ou renverser subitement les signes électriques.

Cet appareil a servi à M. Thomson, par exemple, pour entretenir la marche constante d'une autre machine plus simple destinée à recueillir les signaux du câble transatlantique. Celle-ci était formée d'un inducteur I sans ressort récepteur, dans l'intérieur duquel était un ressort i' en communication avec le sol, et d'un récepteur R avec son ressort r. L'inducteur I étant maintenu à un potentiel constant, les dents de la roue se chargeaient d'électricité contraire, au contact du ressort i\ et transportaient constamment cette électricité au récepteur R, dont la charge allait ainsi continuellement en croissant.

859. ËgaUsears de poientfei. — On rcucontre daus toutes les machines électriques un même problème à résoudre, c'est d'amener deux corps aujQiéme potentiel ou, plus exactement, d'établir sur un conducteur le potentiel qui existe en certains points de la masse d'air qui l'environne.

Quand un corps conducteur, comme un cylindre isolé, est soumis à l'influence d'un corps électrisé positivement, placé en face de l'une de ses extrémités, ce cylindre forme une surface de niveau, et le potentiel varie plus ou moins rapidement quand on s'éloigne de la surface suivant différentes directions. En tous les points* de la ligne neutre la dérivée du potentiel est nulle, puisque la densité électrique est nulle ; ces points sont donc au même potentiel que les couches d'air qui les entourent. Si, par un procédé quelconque, on enlève la couche d'électricité né^tive, de façon que la ligne neutre, ou de densité nulle, passe par l'extrémité la plus rapprochée du corps influent, le cylindre tout entier atteindra un potentiel maximum, celui des couches d'air qui touchent cette extrémité. On obtient habituellement ce résultat dans les machines électriques par l'emploi des pointes ; mais une pointe ne peut jamais être assez aiguë physiquement pour être absolument efficace au point de vue électrique, et elle conserve toujours une densité sensible d'électricité contraire à celle du corps influent. On peut arriver, par divers moyens, à rendre cette densité nulle.

DES MACHINES ËLEaftlQUCS. S9«

Supposons, par exemple, dnns le cas du cylindre considéra plus haut, que l'on louche l'extrémilè la plus voisine du corps influent par un plan d'épreuve qu'on ramone à l'élal neutre aprâs l'avoir enlevé, et que celle opération soil répétée un grand nombre de fuis ; il arrivera, au bout d'un certain temps, que ce plan (l'épreuve aura soustrait du point touché toute électricité appréciable, comme l'eill fait une pointe infiuinicnt aigué; si le corps inducnt est conducteur, le cylindre atteindra un potentiel maximum qui sera une fraction déterminée de celui du corps influent.

860. L'appareil suivant employé par M. Thomson pour cer- Uines expériences d'èlectromùtric fonctionne ainsi comme une suite de contacts par un plan d'épreuve. I!u disque d'ébonite C {6g. 241), tournant autour d'un axe vertical, {wrie un certain nombre de boutons ou de chevilles de métal sur. lesquels s'appuient deux ressorts It et A' en communication avec les deux électrodes d'un électromèlrc. Si l'un de ces ressorts est soumis à l'innucncc d'un corps élcctrisé, les boutons qui s'en détaclienl successive- ''ï- «'■

ment emportent d'une

manière continue l'électricité de si^e contraire à celle du corps influent, jusqu'à ce que la densité électrique à l'extrémité du ressort soit nulle. Si les deux ressorts sont en même lempit soumis a l'influence de deux conducteurs a des (lotenliels dilTércnts, l'équilibre sera atteint au bout d'un certain temps, et assez rapidement, parce que l'élertricilé enlevée à l'un des ressorts est portée sur l'autre ; la différence de potentiel des deux ressorts ou des deux électrodes de l'électroniètrc sera proportionnelle k relie des deux corps influents. Il suflit, par exemple, d'approcher de cet appareil, ù la dislance de plusieurs pouces, un cristal de tourmaline l'M que l'on a échauffé et qu'on laisse refroidir (on

sail que, dansées conditions, Tune des extrémilùs du cristal P devient positive et l'autre N négative), pour que, dans un électromùtre dont la graduation permet d'apprécier la différence de potentiel de 5 éléments de Volta, la déviation de l'aiguille sorte des limites de l'échelle.

801. On conçoit d'ailleurs que des particules conductrices quelconques, des poussières métalliques, des gauttelettes liquides ou même un courant de gaz chauds, qui s'échapperaient du conducteur influencé, produiraient exactement le même effet que les contacts répétés d'un plan d'épreuve. C'est ainsi que s'explique l'efficacité des flammes, employées comme pointes électriques, et l'usage qu'on en a fait dans l'étude de l'électricité atmosphérique. Si un conducteur isolé est mis en communication avec une flamme placée dans l'air, les produits gazeux de la combustion laissent échapper de l'électricité jusqu'à ce que le potentiel de la flamme et du conducteur avec lequel elle communique soit égal au potentiel de la masse d'air qui entoure cette flamme. Le P. Beccaria, et après lui Yolta, munissaient déjà la tige de leurs électroscopes d'une mèche enflammée, et la même méthode a été depuis renouvelée par M. Thomson. Toutefois, remploi d'une flamme présente quelques inconvénients, à cause de la nécessité de l'entretenir pendant un temps assez long, et à cause de l'électricité qui peut se produire par le fait même de la combustion. M. Thomson a résolu le même problème par un écoulement d'eau. Pour étudier l'électricité atmosphérique, par exemple, l'électromètre est mis en communication avec un vase isolé contenant une provision d'eau, qui s'échappe en petites gouttelettes par un tube conducteur; l'appareil tout entier est bientôt porté au potentiel des couches d'air situées à l'entour de l'orifice d'écoulement.

862. Dans le cas où le corps influent est conducteur, on peut se proposer d'établir sur le corps influencé un potentiel égal à celui du corps influent, sans les mettre en communication entre eux, et l'on y parviendra par la méthode des contacts successifs ou des écoulements. Il suffit, pour cela, que le point du corps influencé, dont se détachent des particules conductrices, soit enveloppé aussi complètement que possible par le corps influent; lorsque la densité électrique sera nulle en ce point, le potentiel

DES MACIILNES ÉLECTIUQDES. 501

ne dépendra plus que de rélectricité répandue sur le conducleur influent el sera le même dans loul l'espace enveloppé. On aura alors réalisé un égaliseur de potentiel absolu.

Ainsi, dans la première machine de M. Thomson (fig. 259), si Ton suppose que le ressort i de l'inducteur 1 soit enlevé et le ressort i' mis en communication avec un conducteur isolé, le ressort r' supprimé et le récepteur R mis en communication avec le sol, et enfin l'inducteur I porté à un certain potentiel, les contacts enlèveront de l'électricité au ressort i' jusqu'à ce que le potentiel de ce ressort soit devenu égal à celui de l'inducteur. De même, dans la seconde machine (fig. 241), si les ressorts R el R' sont enveloppés séparément par des conducteurs A et A' entre lesquels existe une certaine différence do potentiels, l'appareil ne cessera de fonctionner que lorsque chacun des électrodes de l elcctromètre aura atteint un potentiel égal à celui du conducteur intluent qui lui correspond.

M. Thomson place encore une lampe à alcool en métal dans l'intérieur d'un cylindre vertical électrisé. Les gaz chauds qui s'échappent de la flamme amènent rapidement la lampe, cl les conducteurs avec lesquels elle communique, au même potentiel que celui du cylindre influent. Enfin, l'écoulemcnt d'un liquide produira exactement le môme effet, et M. Thomson en a profité pour construire une machine électrique singulière.

863. nuiciiino électrique h écoulement. — Concevons qu*un tube métallique T (fig. 242), communiquant avec le sol, soit placé dans l'intérieur d'un cylindre de métal 1 que nous appellerons Vinducteur, porté à un potentiel négatif; ce tube s'électrise posi- ^V. J tivement, et si on laisse échapper des gouttelettes ■• v i'* liquides, elles emporteront de rélectricité contraire J.:l qui se reproduira indéfiniment. Ces gouttes tombent ;

dans un autre cylindre de métal R, le récepteur, qui ^. •

Ki". 51*'.

porte dans l'intérieur un entonnoir dont le bec s'ouvre au milieu du cylindre ; l'électricité des gouttes se répand à la surface du récepteur, et elles s'écoulent ensuite à Tétat neutre pair le bec de lentonnuir. La charge du récepteur augmente donc de plus en plus, jusqu'à ce que l'appoint électrique des nouvelles

gouttes soit équilibi'é par les pertes, ou bien qu'il se produise des étincelles entre les deux cylindres, ou encore que les gouttes électrisées qui s'échappent de l'orifice du tube T ne tombent plus dans le récepteur, parce qu'elles sont rejciées latéralement parla répulsion électrique qu'elles en éprouvent.

Dans les conditions actuelles, il est nécessaire d'eutreteair le potentiel de l'inducteur 1 par une source étrangère; mais w

conçoit aisément que deux appareils semblables puissent èlre disposés de façon à réafrir l'un sur Taulrc cl augmenter rî«:ipr'>quemenl leurs charj^es électriques. Il suflil, pour rcla, que le récepteur Il (fig. 245) du premier communique avec l'induclcur 1' du second, et le récepteur R' du second avec l'inducteur 1 du premier ; les gouttes qui tombent du second inducteur 1' soûl

alors chargées d'électricité négative que Ton recueille dans le récepteur R', lequel augmente la charge du premier inducteur I. M. Thomson réunit en outre les deux conducteurs séparément avec les armatures intérieures de deux bouteilles de Leyde A et B. Ces bouteilles sont formées de bocaux cylindriques en flint de Glascow garnies d'étain à l'extérieur et renfermant une certaine quantité d'acide sulfurique concentré ; dans le liquide plongent des tiges de plomb terminées par des plaques de plomb à la partie inférieure. Ces tiges sont entourées de tubes de verre et passent à travers un couvercle en ébonite, de sorte que l'air absolument sec renfermé dans la bouteille n'éprouve pas d'échanges avec l'atmosphère. Si le verre est de bonne qualité, l'isolement de ces bouteilles peut être assez parfait pour que la perte électrique ne dépasse pas un centième de la charge en trois ou quatre jours.

Dans ces conditions, d'après M. Thomson, l'une des bouteilles étant éleclrisée à un potentiel assez faible pour n'être appréciable que par un électromètre très-délicat, on ouvre les robinets pour laisser écouler l'eau goutte à goutte ; on voit alors ces gouttes se subdiviser en gouttelettes très-petites qui se séparent par leurs répulsions réciproques. Au bout de quelques minutes, il se produit en quelque partie de l'appareil une succession rapide d'étincelles, ou bien le liquide qui tombe n'entre plus dans les récepteurs. Les gouttes sont alors rcjctées latéralement et produisent l'effet d'un tourbillon de neige, comme si elles étaient soustraites à la pesanteur; les unes remontent et s'appliquent à la surface extérieure des inducteurs, les autres décrivent des courbes bizarres et sont lancées à une assez grande distance. On évite en partie cet inconvénient en garnissant les récepteurs de tubes de verre qui forment entonnoirs.

La valeur dynamique de l'électricité ainsi produite provient de l'énergie du liquide qui tombe ; elle serait égale au travail de la pesanteur sur les gouttes liquides pendant leur trajet, si ces gouttes arrivaient aux récepteurs avec une vitesse nulle, et elle correspond exactement à leur perte de force vive. La déperdition était tellement faible dans l'appareil de M. Thomson, qu'il pouvait rester électrisé pendant des années à laide d'un écoulement de liquide insignifiant; une seule goutte, par exemple, tom-

504 THAITÉ D'ÉLECTRICITÉ STATIQUE.

banl de chaque tube toutes les trois minutes, était sufiisanle pour maintenir la charge constante.

864. 11 y a d'ailleurs une relation très-simple entre les constantes de la machine et le nombre des gouttes qui doivent s'écouler pendant Tunilé de temps, pour que la charge électrique aille en augmentant à partir du début de rexpérience. Soient C et C les capacités électriques des deux conducteurs, y compris les armatures intérieures des bouteilles correspondantes, V et Y leurs potentiels en valeurs absolues, m et m' les coefficients de déperdition, n et ii' le nombre des gouttes qui tombent pendant Tunité de temps, c et c' les capacités électriques des gouttes de chaque système au moment où elles se détachent.

Pendant un temps infiniment petit dt, raccroissemcnt de charge du conducteur C est égal à Texcès de rélectricilé apportée par les gouttes sur celle qui se perd; on aura donc, eu admettant la loi de déperdition de Coulomb,

Cd\=(n'cT — m\)(U, ou bien

(\) C^ = (nW' — mV).

On aura, de même, pour l'autre conducteur C,

dV (2) C'^ = nc\ — m'V,

En résolvant ces équations différentielles simultanées par la méthode ordinaire, on calculerait la valeur acquise par les potentiels V et V au bout d'un temps quelconque, en partant d'une valeur initiale donnée; mais il faudrait, pour cela, supposer que la loi de déperdition de Coulomb est toujours applicable et que l'écoulement est constant. Comme les charges deviennent rapidement très-grandes , le raisonnement est bientôt en défaut ; on peut donc se borner à déterminer la condition nécessaire pour que la charge aille en croissant. Il faut alors que les dérivées des potentiels soient positives, ce qui donne

nVV — mV > 0, 7jcV — mT>o;

m en déduit

DES M\CUINËS ÉLECTRIQUES. 305

7/1 ^ V ne

ïT "^"^ ITT/ '

m bien

(3) 7in!cc' < nun',

îi cctlc dernière condition est réalisée au début (et Ton voit ju'elle ne dépend pas de Télectrisation initiale), la charge de la (Dachine ira en croissant jusqu'à ce qu'il se produise des étini^Ucs, ou que les gouttes cessent de tomber dans les récepteurs. Si l'inégalité (5) avail lieu en sens contraire, la charge irait au contraire en diminuant et deviendrait rapidement nulle.

Si l'appareil est complètement symétrique, la condition d'accroissement de charge est simplement

(4) nc<^m.

Ce mode de raisonnement s'applique de la môme manière à tous les multiplicateurs d'électricité à influences réciproques, comme le moulinet de Nicholson, la machine de Tœpler et les machines de lloltz. On remarquera peut-être que l'inégalité de condition (4) ne renferme pas les capacités des conducteurs, tandis que l'expérience montre que ces capacités jouent un rôle importent; mais l'emploi des bouteilles de Lcyde a surtout pour effet de diminuer le coefficient de déperdition m, de sorte que ces bouteilles interviennent ainsi d'une manière efficace dans le jeu des machines.

APPAIIEILS d'induction.

865. De«cription. — Lcs bobincs d'induction ne sont pas des instruments d'électricité statique, si on les envisage au point de vue des principes sur lesquels elles reposent, mais elles produisent exactement les mêmes effets que les machines électriques ordinaires, avec lesquelles elles sont presque entièrement compai*ables. Ainsi, un appareil d'induction peut encore être défini par la quantité d'électricité qu'il débite pendant l'unité de temps u 30

et par la différence maximum de potentiels qu'il permet d'établir sur deux conducteurs.

Rappelons qu'un appareil d'induction se compose d'une bobine de fil conducteur assez gros, dans lequel on fait passer le courant d'une pile, et d'une bobine de fil plus fin qui entoure la première, et dans laquelle se produit un courant d'induction toutes les fois que le courant principal est interrompu ou établi. Dans Taxe des bobines est un paquet de fils de fer qui s'aimantent ou se désaimantent, par l'établissement ou la suppression du courant dans la bobine inductrice, et augmentent Ténergie des courants induits. Si le fil induit est fermé, les deux courants induits, inverse et direct, se propagent tous deux et ne donnent pas d'effets d'électricité statique ; mais, si le fil induit est interrompu par un intervalle suffisant, le courant direct, qui a plus d'intensité et une durée moindre, est seul capable de franchir l'interruption, de sorte que l'une des extrémités du fil induit donne de l'électricité positive, et l'autre de l'électricité négative; ce sont les deux pôles de la bobine.

Pour compléter l'appareil, il faut encore ajouter : 1" un interrupteur qui produit automatiquement les interruptions du courant inducteur; 2° un commutateur, qui permet de changera volonté le sens du courant inducteur, et par suite, de permuter les pôles du fil induit ; o° un condensateur sur le fil inducteur, dont l'idée est due à M. Fizeau, qui augmente beaucoup la puissance des décharges.

Dans les bobines de petites dimensions, dont les étincelles ne dépassent pas 5 ou 10 centimètres, on n'emploie, en général, qu'une seule pile. Le courant qui vient de la pile passe d'abord par un commutateur dont le jeu est commandé par l'aimantation et la désaimantation du fer doux ; c'est habituellement une lame vibrante par laquelle le circuit de la pile est fermé à l'aide de deux contacts en platine. Celle lame porte un morceau de fer qui est alors attiré par le noyau aimanté de la bobine ; la lame s'infléchit, détache les contacts et rompt le circuit inducteur; l'attraction du noyau cesse alors, et la lame revient à sa position primitive où elle ferme le circuit, etc.

Dans les machines de plus grandes dimensions, alimentées |)ar 8 ou 10 couples de Bunsen ù grande surface, on fait mai'cher

DES HACUINES filBCIlUQUES. 507

l'interruiilcur par une pcUle pile auxiliaire, et l'on produit l'intcTTUption dans une couche d'alcuol uu d'eau, cnti'euuc pointe de platine et un bain de mercure. Cette disposition, qui est duc à Foucault, donne une rupture du courant plus brusque et des étincelles faibles, tandis que si rintcrrupliori avait Heu dans l'air entre des pièces métalliques, les étincelles ne tarderaient pas à détériorer les surfaces et à empêcher toute marche régulière. La ligure 244 représente l'enscinhlc d'une grande bobine d'induction. Les deux fils C et U, rnis en communication avec une pile de 2 cléments, commandent un petit électro-aimant qui fait

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osciller l'interrupteur destiné à ouvrir et lermer le circuit principal, tesdeux fils Eet F communiquent avec une pile composée d'une dizaine de couples de Bunsen. Enfin Les deux extrémités do 61 induit sont reliées à deux pièces métalliques A et B portées par des pieds en verre; on met ces deux pAles en communication par des fds avec les appareils sur lesquels on veut provoquer les déchai-gcs.

Au moment où se produit la déchai-ge d'induclion, il s'élalilit entre les extrémités du fil induit une différence de potentiel considérable; comme l'induction s'exerce sur loule la longueur du fil, le potentiel à ce moment varie d'une tuaDiére continue

(l'un pôle à Tautrc. Dans les bobines ordinaires, le fil induit forme plusieurs couches successives superposées les unes aux autres et séparées par des substances isolantes. Avec cette disposition, certaines portions du fil dont les potentiels sont très-difîérents se trouvent très-rapprochées, et il peut s'y produire des décharges au travers des matières isolantes interposées. Pour éviter ces décharges intérieuies qui limitent bientôt les étincelles que Ton peut obtenir entre les pôles, on a imaginé depuis quelques années de cloisonner la bobine induite. On divise celle bobine dans sa longueur en un certain nombre de parties par des cloisons en verre; chaque région est remplie par plusieurs couches successives du fil induit qui passe ensuite dans la région voisine, de sorte qu'il n'existe entre les différents points des couches superposées qu'une différence de potentiel assez faible, et l'on risque moins de percer les matières isolantes.

Les grandes bobines que construit M. Ruhmkorff ont environ 60 centimètres de longueur et 120 kilomètres de fil induit; elles peuvent donner des étincelles de 45 centimètres. L'Institut polytechnique de Londres (*) possède une bobine qui a 3 mètres de longueur ; le noyau en fil de fer pèse 46 kilogrammes, il est entouré d'un fil inducteur de 5450 mètres de longueur qui pèse 54 kilogrammes. Le fil induit a 241 kilomètres de longueur sur un diamètre de -/^ ^^ millimètre. La bobine est excitée par 40 couples Bunsen; elle donne des étincelles de 74 centimètres, qui paraissent avoir près de 2 centimètres de diamètre et percent 127 millimètres de verre. Trois étincelles suflîsent pour charger une batterie de 40 pieds carrés.