VITESSE

ea kUomètret

OBtlETATIVlt.

fIL.

9àM BMconm.

, Wheatstone.

Fil de cuivre.

Tizeau et GooneUe.

Fil de cuivre.

Id.

Fil de fer.

iMitchelL

FUdefer.

' Walker.

FU de fer.

' Goold.

Fil de fer.

Astronomes de Greenwich et

d'Edimbourg.

Fil de cuivre.

Astronomes de Greenwich et

1 de toixeUes.

Fil de cuivre.

C'est à M. Faraday qu*on doit d'avoir trouvé la cause de ces énonnes différences et d'avoir montré que les résultats numé-

134 TRANSMISSIOlf DI t^ÉLECTRICrri.

liques que renferme le tableau ci-dessus ne dépendent pas seulement de la vitesse de propagation de rélectricité^ mais tiennent aussi à un phénomène d*une toute autre nature. Déjà dans ses premières recherches sur la propagation de Télectricité dans les corps mauvais conducteurs, Faraday avait remarqué, en parlant des expériences de Wheatstone, que la vitesse de la décharge peut varier beaucoup suivant la tension ou Fintensité de la première force impulsive. Il ajoutait même que le retard de Vétincelle moyenne sur les étincelles extrêmes deviendrait probablement plus sensible si les deux extrémités du fil métallique, qui transmettait la décharge, étaient en communication immédiate avec deux grandes surfaces Inétalliques isolées, et surtout si ces deux grandes surfaces étaient Tune l*armure intérieure et l'autre Tarmure extérieure d'une bouteille de Leyde. Or, le savant physicien anglais a tout dernièrement confirmé l'exactitude de sa conjecture au moyen d'expériences directes faites avec des fils télégraphiques recouverts de guttapercha, destinés à l'établissement des lignes sous-marines et souterraines. S'étant procuré deux cents bobines de ces fils de huit cents mètres de longueur chacune, il les suspendit à une série de barques rangées dans un canal, de façon que chaque bobine fût entièrement plongée dans l'eau à l'exception d'une petite longueur du fil aux deux extrémités. B réunit ensuite bout à bout les extrémités des fils de chaque bobine dépouillées de leur enveloppe isolante , de manière à constituer un fil unique de cent soixante mille mètres de longueur, et il fit communiquer une des extrémités de ce long fil avec l'un des pôles d'une pile, en mettant dans le circuit un galvanomètre trèssensible. La pile était composée de trois cent soixante couples îinc et cuivre chargés avec de l'eau acidulée, elle était parfaitement isolée et communiquait avec le sol seulement par son autre pôle. Au moment où l'on supprimait la communication de la pile et du long fil, on éprouvait une commotion très-forte en touchant Tune ou l'autre des extrémités du long fil; cette commotion avait assez de durée pour qu'on pût la décomposer, en ne touchant chaque fois le fil qu'un instant, en une quarantaine de secousses successives. Si, au lieu de toucher une des

PBOFAOATION I» L'tLlGTBIOITÉ. 135

extrémités du fil, on la faisait communiquer a^ec Tun des bouts d*un galvanomètre dont Tautre bout aboutissait au sol, Taiguille était fortement déviée et Teffet était encore sensible quand on ne faisait Veipérience qu'une demi-heure après que la communication entre le fil et la pile avait été inter* rompue*

n est évident que ce résultat est dû à ce que le long fil, Tenveloppe qui Tisole et le liquide conducteur qui Tentoure forment une bouteille de Leyde d'une énorme surface, qui doit, en conséquence, se charger d'une quantité considérable d'électricité, quand son armure intérieure, qui est le fil, communique avec une source électrique , lors môme que cette source électrique est de faible tension, comme Vun des pôles de lapileM)ans l'expérience que nous avons citée, le fil de cuivre ayant l*"", 6 de diamètre, et la couche de gutta-percha, 2"", 5 d'épaisseur, il en résultait que l'armure intérieure de la bouteille de Leyde, formée par le long fil plongé dans l'eau, avait une surface de 770 mètres carrés d'étendue, et l'armure extérieure de 3,050. Du reste, le phénomène est naturellement d'autant plus prononcé que la pile a plus de tension et qu'elle est par conséquent composée d'un plus grand nombre de couples, la surface de ces couples étant, au contraire, indifEérente.

Il est assez curieux de voir le galvanomètre qui est dans le circuit, être fortement dévié au moment où l'on fait communiquer l'une des deux extrémités du long fil avec l'un des pôles de la pile, lors même que le fil est isolé; cet effet est évidemment dû au pacage de l'électricité qui charge l'armure intérieure de cette espèce de bouteille. De même au moment où l'on supprime la communication avec la pile, on obtient une forte déviation en sens contraire, pourvu que celui des bouts du galvanomètre qui n'est pas en communication avec l'extrémité du long fil

' Volta, immédiatement après la découverte de la pile, avait déjà montré qu'on peut charger une bouteiHe de Leyde en faisant communiquer son armure inlérfeore arec Vm des p61ef de la plie, Tantre pôle étant mis en communication avec leioK

136 TBàNSUISSION DE L*ÉLEGTAIC1TÉ.

aboutisse au sol. Cette seconde déviation manifeste la décharge comme la première indiquait la charge.

Les effets que nous venons de décrire avaient déjà été observés par Siemens au moyen des fils télégraphiques souterrains établis en Prusse. Il avait remarqué rétablissement dans ces fils, pourvu qu'ils fussent bien isolés, des courants instantanés de charge et de décharge que nous venons de signaler, le premier ayant lieu au moment où une des extrémités du long fil était mise en communication avec Vun des pôles d'une pile, et le second, au moment où cette communication cessait et où la pile était remplacée par un conducteur aboutissant au sol. En analysant ce phénomène, M. Siemens en avait bien discerné la véritable cause ; il avait reconnu dans le fil de cuivre l'armure intérieure d'une bouteille de Leyde, dont le sol humide était l'armure extérieure et l'enduit de gutta-percha la couche isolante.

Aux faits que nous venons d'exposer, Faraday en a ajouté un plus curieux encore, qui est cependant toujours la conséquence du même principe. Il s'est servi de quatre fils souterrains de 600 kilomètres de longueur chacun, qui sont établis entre Londres et Manchester; à la station de Manchester il a réuni les extrémités du premier et du second fil et celles du troisième et du quatrième. A la station de Londres, il a fait communiquer avec l'extrémité du 'premier fil l'un des bouts d'un galvanomètre, dont l'autre bout était fixé au pôle d'une pile qui avait son autre pôle en communicalion avec le sol ; il a réuni, par le fil d'un second galvanomètre, l'extrémité du second et du troisième fil, et enfin il a attaché un troisième galvanomètre com«* muniquant aussi avec le sol à l'extrémité du quatrième fil. Au moment où ce circuit a été fermé, l'aiguille du premier galvanomètre a été immédiatement déviée, celle du deuxième ne l'a été qu'au bout d'un intervalle sensible, et celle du troisième im peu plus tard encore, environ deux secondes après celle du premier. On a interrompu la communication du premier galvanomètre avec la pile; aussitôt l'aiguille de ce galvanomètre s'est rapprochée du zéro, celle du second n'a commencé à se déplacer qu'un peu de temps après, et celle du troisième plus tard en-

PBOPAGJLTION DI L*ÉLSCTRIGITÉ. 137

core. Ëû établissant et supprimant cette communicatioû à in* lenralles suffisamment rapprochés, on peut, pour ainsi dire, déterminer dans le fil des ondes électriques successives, de telle façon que les trois galvanomètres soient traversés au même instant par trois ondes différentes. Et si, après avoir supprimé la communication du premier galvanomètre avec la pile, on bit conununiquer ce galvanomètre avec le sol, l'électricité dont le fil est chargé se décharge simultanément par ses deux extrémités , de façon que le premier et le troisième galvanomètre sont déviés en même temps dans des directions op*

Quand au lieu de fils souterrains Faraday employa des fils librement suspendus dans l'atmosphère, les effets furent trèspeu marqués; les galvanomètres furent déviés et revinrent au repos presque au même instant tous les trois ; c'est qu'ici il n'y avait pas de bouteille de Leyde, puisqu'il n'y avait pas d'armure extérieure et par conséquent d'induction latérale possible. Ainsi cette induction peut, comme nous l'avons vu plus haut, retarder de deux secondes la propagation de l'onde électrique dans des fils souterrains longs de 2,400 kilomètres, propagation qui est instantanée dans un fil de même longueur isolé dans l'air. Cependant, lors même que le fil n'est pas pbngé dans l'eau ou placé dans le sol humide, il peut arriver que le voisinage du sol, lorsqu'il en est très-rapproché, ou la présence de conducteurs voisins tels qu'une paroi conductrice, puissent déterminer une induction latérale bien moins forte, il est vrai, mais susceptible pourtant de retarder plus ou moins la propagation de l'électricité. C'est à cette circonstance, qui Tarie suivant la disposition des fils télégraphiques, qu'on peut attribuer en grande partie les différences considérables que nous avons remarquées dans les résultats obtenus par divers observateurs sur la vitesse de propagation de l'électricité, différences telles, que dans le tableauinséré plus haut, le premier nombre est le centuple du dernier. Il est vrai que l'expérience qui avait donné le dernier était faite avec un fil immergé sous Veau dans la plus grande partie de sa longueur, tandis que eelle qui avait fourni le premier était faite avec des fils tendus

138 TRÂNSiassiOR Bi L'iLiCTRicrri*

parallèlement et à une assez grande distance les uns des autres et du sol, et réunis altemativement bout à bout, de manière à ne former qu*un seul fil continu replié plusieurs fois sur lui-même. Toutefois, dans ce cas, il y avait encore une induction légère opérée par les parois et le plancher de la chambre où les fils étaient tendus, peut-être même par les fils les uns sur les autres*, ce qui explique le petit retard éprouvé par l'étincelle du milieu sur les deux étincelles extrêmes.

Il résulte donc du travail de M. Faraday que les expériences par lesquelles on avait cru pouvoir mesurer la vitesse de propagation de Télectricité ne sont nullement concluantes. En effets elles étaient fondées sur une fausse analogie qu'on avait essayé d'établir entre l'électricité et les agents rayonnants, tels que la lumière et la chaleur. La propagation de l'électricité est d'une toute autre nature; elle résulte évidemment d'une modification imprimée à la matière pondérable interposée entre les deux prin* pipes électriques; modification qu'on peut comparera celle qu'éprouve une série de billes d'ivoire qui transmettent le mouvement que la première reçoit, ou un corps élastique qui propage le son ; ce qui fait que la vitesse de la propagation doit varier avec les corps qui l'exercent et avec les circonstances dans lesquelles ils sont placés, comme l'ont observé MM. Fizeau et Gonnelle, dont les résultats nous paraissent le mieux représenter la vitesse réelle de propagation de l'électricité. Elle nous parait en outre devoir varier, du moins dans l'évaluation qu'on en fait, avec la nature des effets par lesquels l'électricité accuse sa présence. Il va sans dire que nous ne parlons ici que de la propagation rapide ^e l'électricité ; car la propagation lente est un phénomène d'un tout autre genre, et ce n'est pas d'elle qu'il s'agit*.

^ Cas Ait étaient en effet à one distance de 1 6 eentimètret let uns det aatrai, et pouvaient par ooniéquent BMnflaencer mntoellement.

< Les expériences de M. Latimer Clark, que nous avons citées plus haut (p. 1 82 ), en montrant que la vitesse de propagation du courant est la même, quelle que soit la tension de la pile, fournissent une preuve bien forte en faveur de Tanalogie qae nous admettons entre le mode de propagation de l'électricité et celui des sons, 401 se propagent avee la méiae Tttesse dans le méma mlliea, lors mtee qo'iia •Mtylat OTOMUnakaos et fins on mtotaê tartnsai. G'eal «e ^«tait tmau^Êé

PBOPAaATION Dl l'ÉLICTBICITi* 139

Une autre conséquence qu*on peut tirer des expériences de Faraday, c'est la liaison intime qui existe entre les deux formes de l'électricité, que nous avons désignées sous les noms de statique et de dynamique. Nous savions déjà, grâce aux recherches de H. Colladon, que Ton peut produire un courant capable d'agir sur le galvanomètre en soutirant par une pointe Téleo tricité statique accumulée sur un conducteur isolé. Nous voyons ici l'inverse, c'est-à-dire que Faraday a réussi, en lançant le courant d'une pile dans un long conducteur isolé, à le charger d'électricité statique. Déjà il avait obtenu un effet analogue au moyen des courants d'induction, mais le changement de l'électricité dynamique en statique est plus direct et plus concluant dans les expériences que nous venons de rappeler.

En terminant ce paragraphe et ce chapitre, nous ne pouvons nous empêcher de faire remarquer d'avance, pour justifier l'étendue que nous lui avons donnée, combien l'étude générale, et détaillée en même temps, que nous venons de faire de la propagation de l'électricité, facilitera celle que nous allons aborder des phénomènes auxquels cette propagation donne fitissance.

M. Melloni, sur la demande duquel M. Latimer Clark avait entrepris les expériences importantes dont nous avons fait connaître les résultats. Le savant physicien ita- Iten avait également observé que le retard que la vitesse du courant éprouve dans les flis sonterrains par l'effet de T induction latérale, doit être le même, et que par conséquent la vitesse absolue doit être également la même, quelle que soit la tension de la pile ; et cela, parce que la portion de l'électricité qui est déviée du côté de la paroi du fil par l'effet de l'induction (ce qui produit le retard), y étant menue par une force qui provient de cette électricité même, eUe doit nécessairemoii l^f^ proportionnellement à son intensité, et produire par conséquent on retard qui est tonjonrs le même,

liste des prinelpaoi travain relatite aux rajets traités dans ce drapitre :

De toJKve.— Distribution et lois de la pro^gatton de l'électricité dynaralqne.

'^Mémohre de ta Soe. de phy$, et ^hiêt* nat. de Genève. T. ni, p. 109. — <

ÀjmaUs de ch. et dephys. T. xxvni, p. 190. — Influence de la chaleur sur la

coDdbdlbtlité éieetriqne. — BWl. univ. T. vn, p. 388. Kkvhc^. — - Lois de la distribntion dans nne plaque métalUqnê.*-i4iiiia^M de

ch.etde pkys. {nouvelle série). T. xl, p. 1 1 5 et a27> lé xu, p* 496.

140 TRANSMISSION DE l'ÉLECTRICITÉ*

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— Annales de ch. et de phys. [nouvelle série). T. xv , p. 498. — ProptgatioD dans les mauvais conducteurs. Annales de ch. et de phys. (nouvelle série). T. xxvu, p. 133, et t. xxviii, p. 385.

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De SéMormofU. — Même aqjet. — Asmales de eh. et de pkys. (NouneUe série.) T. xxvm, p. 257.

PB0PA6ATI01I DS l'ÉISCTRICITÉ. 141

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Davf. — Conductibilité du Tide. — Annales de ch. et de phys. T. xx, p. 168.

Fusùderi. — Transport des substances solides par les décharges. — Archives le rOeetricité. T. m, p. 597, et t y, p. 516.

Moser. — Images. — Comptes rendus de VAcad. des sciences. T. xv (1 842), p. 119, 448, 855 et 1201.

Kmrr. — Images âectriques. — Areh. dtétectr. T. v, p. 115.

Htm/. — Même sujet. — Idem. T. y, p. 5.

Morren. — Même si^et. — Comptes rendus de VAcad. des sciences. T. xyi, p. 1078 et 1303 ; et t. xyn, p. 87.]

Masson. — Même sqjet. -^ Idem. T. xyi, p. 762 et 1652; et Areh. ^éketr. T. m, p. 445.

WaUer et GotOd.-^ Vitesse de l'électricité. — Ann.dessc.pkys.T, X]x,p. 308.

Fiicau et Gmmelle. —Même sujet. — Comptes rendus de VAcad. des sciences. T. XXX, p. 137, et itrcA. des se. phys. T. xiy, p. 212.

Faraday, — Conductibilité électrique, décharges, etc. — Collection de Mé- Moiret extraits des Trans.phil. de iSZl à 1838, 1 yol. ln-8.— Induction eiet-^ €6e par la propagation dans les longs fils. — Areh. des se. phys. T. xxy, p. 209.

Becquerel père. — Conductibilité. — iifm. dech. et dephys. T. xxxu, p. 420« -^Traité 4JVéleetricité.

* Dos le nombra des reehtrdiet qui démontrent l^inflnenee de la itmctore molécolaire des (orpt nr teon propriétés électriquet, nous atoni omis de parler de celle de M. Knoblauch. Ce phjiicieB a remarqué que les eristan sMpendns entre les pôles opposés de deux piles sèches trètlortci, affectent une direction toigours la même, qui est liée avec la disposition de leurs plans de dtage. n a réosai à obtenir les mêmes effets en construisant artificiellement des corps où le mode d'agréfatieo n'était pas le même dans toutes les direetions, eomme M. Tyndall et hii rataient ê^ fsit pour imiter les propriétés magnétiques et diamagnétiques des cristaux. (Tome i, p. 523.)