tt

La huitième expérience inscrite dans ce tableau démontre que Taugmentation de résistance D*est pas due à raocroissement d'intensité du courant, puisque le courant y est sii fois plus fort que dans la première, et que le fil présente moins de résis^ tance, mais qu'elle provient de l'élévation de température, qui» à cause de l'alcool ambiant, est beaucoup moindre dans ce cas« Elle paratt même être asses exactement proportionnelle à cette éléyation de température, soit pour un fil de platipo, soit pour un fil de cuivre, ces deux métaux étant les seuls sur lesquels M« Robinson ait opéré, parce que ce sont les seuls dont on ait déterminé le coefficient de dilatation pour de hautes tempéra^ tures'.

L'accroissement si considérable de la résistance qui accom** pagne celui de la température dans un fil fait natue la que»* tion de savoir si l'effet calorifique du courant, que nous avons vu être proportionnel à la résistance qu'il rencontre, est propor* tionnel à cette résistance, telle que le fil la possède avant d'avoir été chauffé, ou à cette résistance telle qu'elle existe, quand le fil a atteint la température que lui imprime le pa^

1 ■• Robhisoii 8*e8t servi des coefficients de dilatalkm douiés par Oulong et Petit, mais il n'a pas pu faire usage de celui qu*ils ont donné pour le fer, ce métal étant trop oiydable pour que sa dilatation pût être appréciée exactement à de haoteg températures.

t84 . TBANSMlSSiON DK VÉLSCTRlGiTÉ.

sage de l*électricité. M. Robinsco a résolu la question eu enfermant un fil de platine W {ûg. 202) dans un premier vase en verre B, placé lui-même dans un second A rempli d*eau; le iil est mis dans le circuit au moyen des conducteurs C, qui reçoivent les pôles de la pile. Le fil W est d*abord entouré d*air; le courant qui le traverse le chauffé très-fortement, et sa résistance s*accrott d'autant; sa chaleur est toute employée à chauffer les enveloppes de verre et Teau placée entre elles. Dans une expérience, la quantité d'eau étant de 5 ^ pouces cubes, un courant, Fig. 202. d'une force égale à 3,527, éleva la tempéra-

ture de l'eau de 72*^ à 77'', 5 F. en étant transmis pendant 12 minutes; la résistance du fil était équivalente à 257,6 du rhéostat; le fil était rouge-blanc, et sa température devait être de 1 500* environ. Après avoir laissé refroidir l'appareil, on fil passer une partie de l'eaii du vase extérieur dans l'intérieur, de manière à le remplir complétement.On transmit alors lecourant, qu'on amena à la force de 3,558, àpeu près la même qu'auparavant, en mettant dans le circuit une résistance additionnelle de 165'*,6 du rhéostat. La température s'éleva seulement de 2*,97 au lieu de 5%5 , et Taugmenlation de résistance du fil ne fut que de 89*,0 durhéostat,au1ieude 257,6. Si, dans ce dernier cas, on opère toujours avec le même courant, mais sans introduire de résistance additionnelle dans son circuit, sa force est alors de 6,045; le thermomètre s'élève à 83*, 2 F, et l'augmentation de résistance est égale à 94'*,5 du rhéostat. La force du courant, qui a presque doublé, compense ici, et au delà, l'effet de la diminution de résistance, tandis que dans le second cas, le courant ayant conservé la même intensité que dans le premier, réchauffement est cependant beaucoup moindre, parce que la résistance n'est pas si grande, le fil étant empêché, par l'eau dans laquelle il est plongé, d'acquérir la haute température qu'il avait dans la première expérience. Il résulte donc de là que la véritable loi du réchauffement du fil métallique par un courant est, que la chaleur dégagée est proportionnelle au carré de l'intensité du

GHAIBUR ET LUMliBE tLEGTRIOCES. 185

courant, et à la résistance actuelle du fil (c*e8t^à*dire celle qui résulte de son réchauffement).

Les recherches de M« Robinson nous montrent que^ quand on réchauffe un fil métallique par un courant yoltalque, sa résistance au passage de ce courant augmente graduellement jusqu'à la fusion du fil, et que cette augmentation est assez exao^ tement proportionnelle à celle de la température. Il est donc important, dans les recherches où Ton tient à ayoir des mesures exactes des courants au moyen du rhéostat, de tenir compte de cette cause dans la variation de la résistance.

Remarquons encore qu'il est peut-être difficile d'expliquer la grande augmentation de résistance dont nous ayons donné la valeur numérique, uniquement par l'effet du petit accroissement de la distance des particules, qui résulte de l'élévation de la température. M. Robinson trouve la cause peu en rapport avec l'effet ; il préfère attribuer le phénomène à l'action directe de Ja chaleur. Cependant, la grande élévation de température qu'éprouvent les fils produisant chez eux une dilatation proportionnellement toujours plus considérable à mesure qu'ils se réchauffent davantage, il ne serait pas étonnant que l'augmentation de distance de leurs particules qui en résulte, jointe aux modifications qu'en éprouve la propagation même du courant, fussent suffisantes pour rendre compte de l'accroissement de leur résistance, sans être obligé de recourir aune intervention directe de la chaleur, c'est ce que nous verrons au § 8.

Le réchauffement que le fil éprouve par l'effet du courant qui le traverse, en augmentant la résistance qu'il oppose au passage de ce courant, doit donc en diminuer l'intensité en même temps qu'il en favorise l'effet calorifique ; double résultat dont l'un est inverse de l'autre, ce qui finit par déterminer un état d'équilibre entre eux. Mais si Ton refroidit par une causo extérieure une partie d'un fil rougi par le courant, aussitôt l'autre portion devient beaucoup plus incandescente, et peut même fondre ou brûler, parce qu'en diminuant par le refroidissement la résistance d'une partie du circuit, on augmente l'intensité totale du courant qui le traverse. C^est ce que Davy avait le premier observé en donnant à son expérience une forme assez piquante,

186 TRAHSMISSION DK L*ÉL£GTRIG1TÉ.

qui coBÛstait à placer un morceau de glace sur une portion d'un fil de platine rougi par le courant, ce qui augmentait considérablement et immédiatement Fincandescence du reste du fil. De même lorsque ce fil était rougi par le courant dans toute sa longueur^ il suffisait d*en chauffer par une lampe une partie au rouge blano, pour que le reste détint froid.

Cette influence des causes de refroidissement extérieur sur le phénomène d'incandescence des fils donne lieu, dans quelques cas, à des effets assez bizarres en apparence, mais qui rentrent cependant dans les lois générales que nous avons exposées. Ainsi, il est bien connu qu'un fil de platine rougit beaucoup plus facilement, et sur une beaucoup plus grande longueur, dans le vide que dans l'air, ce qu'il est facile de vérifier au moyen de l'appareil de la fig. 203 , qui consiste dans un tube terminé à

Fig. 203.

un bout par une pince en laiton, àlaquelle on fixe l'une destxiré* mités du fil, et à l'autre par une boite en cuir dans laquelle pasM une tige métallique qui glisse le long du fil, de manière à en mettre une portion plus ou moins longue dans le drcuit. La pinee et la tige communiquent extérieurement chacune avee l'un des pôles d'une pile. A mesure que l'on raréfie l'air dans le tube et qu'on s'approche du vide, on voit qu'on peut faire rougir une plus grande longueur du fil.

Mais si, au lieu d'avoir un seul fil, on en a deux suceassits, parfaitement semblables quant aux dimensions et à la nature, séparés l'un de l'autre par un gros conducteur, alors Finfluenoe refroidissante du milieu ambiant produit des effets singulière* ment complexes, que M. Grove a signalés le premier et a étudiés avec soin. L'appareil dont s'est servi le savant physicien anglais consiste (fig. S04) dans deux tubes en verre de 7 à 8 millimètres

CHALBUB ET LVIIIÈRE ÉLBGTEIQIIIS. 187

de diamètre et de 4 centimètres environ de longueur, fermés par des bouchons traversés par de petites tiges de cuivre auxquelles aboutissent des fils fins de platine tournés en hélice de 0°'°',3 de diamètre, et d*une longueur de 10 centimètres environ quand

Fig. 204.

ils sont déroulés ; l'un des tubes est rempli d*oxygène , l'autre d'hydrogène, et ils sont plongés dans deux vases distincts semblables, contenant chacun environ 100 grammes d'eau. Un thermomètre est placé dans chaque vase, et les fils sont réunis de manière à former un circuit continu. Un courant produit par une pile de huit couples de Grove, ayant huit pouces carrés de surface chacun, les traverse successivement, et on voit le fil de platine placé dans le tube qui contient Toxygène devenir rouge-blanc, tandis que celui qui est dans le tube à hydrogène ne s*échau£fe pas d'une manière visible. Jusqu'ici le phénomène ne parait pas extraordinaire , puisqu'on sait que l'influence refroidissante de l'hydrogène est comparativement bien plus grande que celle des autres gaz. Mais ce qui est singulier, .c'est que la température de l'eau s'élève très-inégalement dans les deux vases. Ainsi, dans une expérience, elle s'éleva, dans le vase où était le tube à hydrogène, de 15^,5 à 21, et dans celui où était le tube rempli d'oxygène, de 15%5 à 27% 2, c'est-à-dire d'un nombre double de degrés. On obtient des différences analogues, mais moins considérables, avec d'autres gaz. Voici le nombre de degrés dont l'eau se réchauffe en entourant le fil de platine successivement de différents gaz, et en l'associant chaque fois avec un fil de platine semblable entouré d'hydrogène :

Hydrogène , . S« 5

Hydrogène sulfuré 6»

188 TAiNSMlSBlON D£ L*iLICTRIGlTÉ.

Gaz oléfiant 9<» 3

Acide carbonique 11<>

Oxyde de carbone il*

Oxygène H* 7

Aiote !«•

Il résulte de ce tableau que le tube dans lequel est le gaz dont le pouYoir refroidissant est le plus considérable, Thydrogène, est celui qui réchauffe le moins Teau dont il est entouré. Ainsi^ non-seulement le fil de platine ne peut y conserver une température aussi élevée que dans les autres gaz, ce qui n*est pas étonnant, puisqu'il est entouré d*un milieu doué d*un plus grand pouvoir refroidissant, mais de plus il reçoit du courant une chaleur moindre, ainsi que le prouve la température de Teau qui absorbe toute cette chaleur dans chaque cas.

D'où vient ce dernier effet ? Serait-ce de ce que les gaz exercent un pouvoir conducteur propre, mais différent pour chacun, qui ferait qu'une proportion plus ou moins grande du courant les traverserait au lieu de passer en entier par le fil? Mais l'étude que nous avons faite, dans le chapitre précédent, de la conductibilité électrique des gaz, ne nous permet pas d'adopter cette explication.

C'est à Clausius qu'on doit d'avoir trouvé la véritable cause de cette anomalie, qui est due à ce que le fil, en se refroidissant, devient meilleur conducteur; dès lors le courant , rencontrant, en le traversant, une résistance moins grande, y développe moiïis de chaleur. Ainsi, l'hydrogène, dans les expériences de Grove, joue le même rôle que la glace dans celle de Davy : il refroidit le fil de platine plus que ne le fait un autre gaz ; il le rend, par là, plus conducteur, par conséquent moins susceptible d'être échauffé par le courant, tandis qu'en même temps il facilite la transmission de ce courant, et, en augmentant ainsi son intensité, contribue au réchauffement plus considérable du fil placé dans l'autre gaz.

11 résulte de là que plus un gaz exerce un pouvoir refroidissant considérable, plus il devra rendre le fil de platine conducteur, en même temps qu'il diminuera l'élévation de la température que détermine chez lui le passage du courant. C'est ce

CHÀLBDR ST LVMIÈRK ÉLSCTRIQUES. igO

que Grove lui-même avait trouvé en plaçant dans le circuit voltalque, avec un voltamètre chimique, le fil de platine entouré successivement de chacun des gaz. Voici le tableau des résultats :

GAZ ■aroauiiT u m..