ÈleetroMope * ééAmrgmm die H. fimicala. — • L'électro

mètre de Lane ne convient qu'aux expériences dans lesquelles les potentiels sont assez élevés, parce qu'il est nécessaire d'apercevoir les étincelles ; d'ailleurs ces étincelles cessent de se produire régulièrement lorsqu'elles sont trop courtes et aloi*s les distances sont plus difficiles à déterminer. M. Gaugain a employé, pour les cas où les charges électriques sont ti*ès-faibles, un appareil de

Fig. IM.

418 TRAITÉ DtLEGTRIGITÉ STATIQUE.

mesure qu'il appelle électroscope jauge ou éleçlroscope à décharges. C'est un électroscope ordinaire à feuilles d'or dans la cloche duquel on introduit une boule de laiton A (fig. 144), communiquant avec le sol. Quand l'électroscope est électrisé

et que la charge est suffisante, les feuilles d'or divergent et l'une d'elles venant toucher la boule A décharge l'appareil. Si un corps électrisé communique avec l'électroscope et si l'on peut faire en sorte que l'électricité aillue lentement, il est clair que chacun des contacts de la feuille d'or laissera échapper la même quantité d'électricité et que la charge que possède le coi'ps sera proportionnelle au nombre total des contacts obtenus jusqu'à ce que tout soit revenu à l'état neutre.

Pour que les décharges soient identiques, il faut que la feuille d'or, qui touche la boule A, se détache aussitôt après le contact ; il est difficile d'empêcher, d'une manière absolue, qu'il ne se produise parfois des adhérences de quelques instants, mais on les évite autant que possible en ayant soin que la boule A soit bien polie et non vernie, ou même en la portant au rouge avant de l'introduire dans la cloche, ce qui produit à la surface de la boule une légère couche d'oxyde métallique. En tout cas. il est nécessaire de surveiller l'appareil pendant sa marche et de secouer légèrement la table toutes les fois que la feuille d'or ne tombe pas aussitôt après le contact.

On obtient maintenant l'écoulement lent d'électricité en reliant Télectroscope au corps électrisé par un conducteur médiocre, comme un fil de coton de 50 ou 40 centimètres de longueur, ou plutôt d'une longueur et d'un diamètre appropriés aux expériences que l'on a en vue, de manière à donner des décharges convenablement espacées. Si le fil est trop conducteur, les décharge» sont trop rapides, la quantité d'électricité qui s'écoule à chaque contact n'est pas la môme, parce que le contact ramène alors à l'état neutre, non-seulement l'électroscope, mais une partie du fil lui-même. Si le fil est trop isolant, les décharges sont trop

rares et la déperdition a une trop grande influence ; il faut que rintervalle des premières décharges soit d'au moins une ou deux secondes, et la vitesse d'écoulement se ralentit ensuite peu à peu. Il est bon aussi de supprimer toutes les barbes et les filaments qui entourent le fil de coton, en humectant ce fil avec de l'huile d'œîUelte; on évite ainsi lune des causes dé déperdition les plus actives.

318. Lorsque les décharges ont cessé, les pailles continuent de diverger sans atteindre la boule, et il reste alors sur le corps et sur Télectroscope, une certaine quantité d'électricité qu'il peut être utile d'évaluer.

Pour déterminer le résidu de l'électroscope, on charge un corps de grandes dimensions à un certain potentiel, puis on le décharge en le mettant en relation avec l'électroscope et on note le nombre n des contacts. On isole alors l'électroscope sans le ramener à l'état neutre, on porte de nouveau le corps au même potentiel, et, après l'avoir mis en relation avec l'électroscope, on obtient un nombre plus grand n' de décharges. La différence n' — n représente, à moins d'une décharge près, le résidu de l'électroscope après la première expérience, puisque, à ce degré d'exactitude, le résidu final est le même dans les deux cas.

De même, pour déterminer le résidu sur un corps H, on le met en communication conductrice avec l'électroscope E, on relie le tout par un fil de coton avec un autre corps N de capacité beaucoup plus grande porté à un certain potentiel, et on compte le nombre m des décharges. Puis on isole M et E sans les ramener à l'état neutre, on charge N au même potentiel que précédemment et, rétablissant la communication avec l'électroscope, on compte un nombre m^ de décharges.

Le résidu sur M et E est m' — m,

le résidu sur l'électroscope E seul élait /«' ^ n,

le résidu sur le corps M seul est donc m' — m — ( n' — n) .

11 vaut mieux, cependant, que les résidus soient toujours faibles par rapport aux charges totales, parce que la divergence des feuilles d'or qui persiste finalement n'est pas la même dans toutes les expériehces et que, par suite, le résidu est varidble, ce qu'il est facile dé prévoir. Nous verrons d'ailleurs par plusieurs

420 TRAITE DtLEGTRIGITÉ STATIQUE.

exemples empruntés à M. Gaugain comment il convient d'employer cet ingénieux appareil.

Enfin, on peut en modifier la sensibilité en changeant la distance de la boule fixe, ou en remplaçant la feuille d'or par une lame d'étain, par un pendule, etc.

319. L'èlectroscope à décharges comporte, en réalité, des applications très-nombreuses. Ainsi, si l'on voulait comparer des quantités d'électricité, on pourrait mettre Télectroscope à décharges en communication, par un fil de coton, avec un cylindre de métal isolé (fig. 145) ouvert à l'une de ses extrémités. Quand on plongera dans l'intérieur de ce cylindre un corps électrisé quelconque, même non conducteur, le cylindre se chargera sur sa surface extérieure d'une quantité d'électricité égale à celle du corps influent et le nombre des contacts de la feuille d'or, y compris celui qui correspond au résidu , sera propor-

^ tionnel à la charge du corps ^ proposé. On pourra déterminer ainsi, par exemple, d'une manière très-simple, le partage électrique entre deux conducteurs de formes quelconques ; il suffira, après les avoir électrisés et touchés l'un par l'autre, de les introduire successivement dans le cylindre de l'électroscope à décharges et de prendre le rapport du nombre total des décharges dans les deux cas ; on se mettra d^ailleurs à l'abri de la déperdition en intervertissant Tordre des expériences. Cette méthode aurait encore l'avantage de s'appliquer aussi facilement à la comparaison d'électricités de noms contraires.

320. Enfin, l'électroscope à décharges peut encore servir à la comparaison de potentiels très-élevés pour lesquels les expériences sont si difficiles. Nous verrons que, si les extrémités d'un fil sont maintenus à des potentiels constants, la quantité d'électricité qui s'écoule par le fil pendant l'unité de temps est proportionnelle à la difiérence des potentiels extrêmes et d'autant plus

^^iLir-

Fig. 145.

INSTRUMENTS D*OBSERYATION ET DE MESURES 4il

faible que le fil est plus résistant, c'est-à-dire plus long, plus raince et d'une substance moins conductrice. Il suffira donc de relier Tune des extrémités d*un fil de coton avec le conducteur dont on veut déterminer le potentiel et Tautre extrémité avec l'ëlectroscope à décharges, en ayant soin de protéger l'appareil contre toute action étrangère par un écran électrique percé d'un trou au travers duquel passera le fil. La difTérence de potentiel entre les feuilles d'or et la boule étant tout à fait négligeable, le nombre des contacts observés pendant l'unité de temps sera proportionnel au potentiel à déterminer. Dans ce cas, l'expérience est même beaucoup plus simple parce qu'il n'y a pas de résidu à évaluer.

THERUOMèTnBS ÉlicTRIQDE8.

321 . Lorsqu'un corps conducteur est ramené à l'état neutre, ou, plus généralement, lorsque deux conducteurs élcclrisésà des potentiels difTércnts sont mis en communication, le déplacement dc^ fluides électriques (182) est accompagné d'une diminution de l'énergie totale. Cette perte d'énergie se traduit soit par la production d'un travail mécanique tel que l'élévation d'un poids, soit par un dégagement de chaleur sur les différents corps qui interviennent dans le phénomène. Si le travail mécanique est nul, on peut chercher dans le dégagement de clialeur la mesure de Ténergie dépensée pendant la décharge.

Sans insister, pour le moment, sur la manière dont la chaleur totale, due à la décharge, se partage sur les différentes parties du chemin que parcourt le flux électrique, on peut remarquer que la décharge est toujours accompagnée d'une étincelle, laquelle absorbe une partie plus ou moins grande de l'énergie. M. Riess a insisté d'une manière particulière sur cette circonstance, constatée déjà par les anciens expérimentateurs, que la puissance de l'étincelle est d'autant plus faible que le circuit parcouru par Télectricité est moins conducteur, ou, en d'autres termes, présente plus de résistance. Ainsi, quand on réunit les deux armatures d'une batterie par une tige de cuivre, Tétincelle est bruyante ; avec un fil de cuivre plus long et plus mince.

483 TRAITS D'ËLECTRICITË STATIQUE,

l'étincelle diminue pour une même charge de la batterie ; un fil de platine de mêmes dimensions donne encore une étincelle beaucoup plus faible; enfin, quand on substitue une petite couche d'eau aux (ils de métal, la décharge a lieu sous la forme d'une petite flamme sans bruit. Dans ce cas, la presque totalité de la chaleur s'est dégagée dans le liquide. On voit, en résumé, que l'on peut concentrer Ténergie caloritique due à la déchaîne soit dans l'étincelle elle-même, soit dans un fil de grande résistance interposé sur le trajet de l'électricité ; il reste k évaluer la quantité de chaleur dégagée dans les deux cas.

322. TbenwHBMre ée KinMeraiej. — Kinnersley (') a im^:iné un instrument qu'il croyait propre à mesurer la quantité de chaleur dégagée par l'étincelle elle-même.

Cet instrument se compose d'un cylindre de verre V (fig. 146), fermé à la partie inférieure par une garniture métallique qui lui sert de pied, et bouché k la parUe supérieure par une autre garniture de métal. Dans l'intérieur du cylindre sont deux boules conductrices, a et 6, comipuniquant séparément avec les deux garnitures , et dont l'une a peut être élevée ou abaissée par une tige. Un tube latéral plus étroit K communique avec le cylindre; on met dans ces deux vases communiquants une certaine quantité de liquide, de l'eau colorée par exemple, et l'on note '^^.lifi. 3vec un index le niveau dans le tube

étroit. Le thermomètre étant ainsi préparé, on met la garniture inférieure en communication avec ï'armalure extérieure d'une bouteille de Leyde par une chaîne métallique, et l'on approche de la boule A le boulon de l'armature intérieure. Il se produit alors deux étincelles, l'une à l'extérieur du Ihermomètre et l'autre entre les boules a et b. Celle-ci échauffe l'air qu'elle traverse et refoule le liquide dans le tube latéral où le niveau s'élève d'une certaine quantité; le déplace-

;<i Leilre de Kiniiei'elcy 1 Franklin (1761)- OBtara dt FmnkliH.

ment du liquide augmente avec l'énergie de l'étincelle, et il est d'autant plus grand que le tube latéral est plus étroit.

(-et appareil de Kinnersley ne peut guère être employé dans des expériences de mesure; il ne donne pas de résultats trèsréguliers, parce que TefTet est trop brusque et qu'en même temps qu'elle échauffe l'air, l'étincelle arrache des particules métalliques aux boules a et 6 et les volatilise, ce qui complique beaucoup le phénomène. On a conservé cet appareil dans les cours uniquement pour montrer, par une expérience simple, le dégagement de chaleur dû à la décharge. Pour augmenter l'effet, il est même bon de noyer la boule inférieure à une petite profondeur au-dessous du niveau du liquide ; l'étincelle peut alors, en traversant cette couche, produire brusquement une grande quantité de vapeur, faire sortir le liquide du tube latéral, et même le projeter à une Certaine hauteur.