CHAPITRE II

ÉLECTRICITÉ PRODUITE PiR LU» ÀCT10IN8 MÉCÂMlOUfiS.

$ 1. BéTeloppement de l'éleeiricité par le frottemeni Afim oerpi lelldes lielantfl.

Nous avons déjà vu que le froUement était de toutes les manières de développer l'électricité celle qui est la plus anciennement connue. Si dans bien des cas elle semble être la source la plus énergique, cela tient à ce qu*il ne faut pas confondre Télectricilé perçue avec réleclricilé produite. Cette remarque s'applique également à toutes les sources d'électricité. En effet, tandis que la production de Télectricilé est un effet instantané, sa perception exige un tçmps comparativement énorme, surtout quand il s'agit d'électricité statique. Ainsi, par exemple, après avoir frotté un corps, il faut le mettre en communication avec l'instrument destiné à accuser l'électricité qu'il a acquise, et pendant l'intervalle de temps qui sépare les deux opérations, bien des circonstances peuvent diminuer notablement et même faire disparaître entièrement les signes électriques; telles sont l'imperfection dans la faculté isolante du corps et des supports, le contact des milieux ambiants et de Tair en particulier. Et ce n'est pas dans le frottement des corps non conducteurs que la différence entre l'électricité perçue et l'électricité produite est la plus grande ;înous verrons au contraire que si l'on voulait, par exemple, conclure des signes électriques manifestés par le frottement de deux corps, comparés à ceux qui sont produits dans bien des cas par les actions chimiques, la supériorité du premier mode d'action sur le second cas dans le développement de l'électricité, on risquerait de tomber dans de graves erreurs. Une autre remarque impor-

ÉLECTRICITÉ PBODUITE PAR L£$ IGTIONg MÉCANIQUES. 53$

tuole à faire et qui s'applique également à toutes les autres sources de rélectricité, mais dont Tiraportance est plus grande quand il s'agit des actions mécaniques où souvent on n'apor* çoit qu'une seule des électricités, c'est que jamais l'un dos principes électriques n'est dégagé sans que l'autre ne le soit également et en même proportion. Cette loi énoncée pour la première fois par Wilke est générale, et les exceptions appftr rentes qu'elle présente cèdent devant une observation plui attentive des faits. Ainsi Bergmann avait remarqué que Aent plumes d'oie frottées lune contre l'autre se constituaient toutM les deux dans un état positif, et Faraday, que deux bandes de flanelle frottées l'une contre l'autre en croix se constituaient négatives. Dans ces expériences, il y a évidemment disparition par le frottement d'une couche superficielle très-mince des deux substances en contact, qui emporte avec elle l'électricité contraire à celle qui reste sur les corps. Du reste, l'exception apparente dont nous venons de parler ne s'est jamais présentée que dans le frottement de deux corps semblables.

Abordons maintenant l'étude des phénomènes éleetriques qui accompagnent le frottement. Il faut d^ns ce but distinguer deux espèces de frottement, celui que nous pouvons appeler de roulement y dans lequel, comme dans le cas des deux cylindres d'un laminoir, un même point d'une surface n'est touché que par un point de l'autre sans venir en contact avec un second, et le frottement de glissement dans lequel au contraire chaque point d'une surface est successivement en contact avec plU'» sieurs points de l'autre. C'est de ce dernier qu'il sera question toutes les fois que nous ne dirons plEis le contraire. Lorsque les deux surfaces qu'on frotte l'une contre l'autre sont iné^ gales, nous appelons frottée la plus grande ^i frottante la plus petite; c'est celle par conséquent dont chaque point est le phis frotté. 11 y a encore le frottement central^ qui est celui qu'on obtient en mettant deux disques de même grandeur en rota* tion en sens contraire autour d'un axe commun en ayant soin qu'ils soient en contact. Quand les corps frottés sont deux morceaux d'une même substance telle que la résine, le verre, la flinelle, U soie, le velours, le Uége, etc., on remarque que»

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sauf les rares exceptions que nous avons signalées plus haut^ Tun des morceaux prend l'électricité positive et Tautre la négative; c*est ce qu'on constate facilement au moyen de Télectroscope à piles sèches. Bergroann a observé que quand on frotte deux bandes de verre de manière que. toutes les parties de Tune passent seulement sur une partie de Vautre, la frottée est négative et la frottante positive; c'est l'inverse si la bande frottée est chaude. Deux lames de verre de même grandeur tenues par des manches et frottées l'une contre l'autre de haut en bas, présentent un état identique; dans chacune la moitié supérieure est positive et la moitié inférieure négative. Deux rubans frottés l'un contre l'autre, transversalement comme les deux lames, sont le frotteur négatif et le frotté positif; c'est l'inverse du verre; un ruban usé frotté contre un ruban neuf est également négatif. La chaleur tend à donner au ruban auquel on l'applique la propriété négative. Il est probable que c'est au plus grand réchauffement que le ruban frotteur doit d'être négatif. Une chose assez remarquable est que si l'on recouvre un cylindre de verre d'une substance, et qu'on le frotte avec une substance semblable, c'est toujours, quelles que soient les circonstances qui accorâpagnent le frottement, celle qui recouvre le cylindre qui est positive.

Nous n'insisterons pas sur les effets de frottement dans le cas où les substances frottées sont semblables, mais diversement colorées, car au fond les substances ne sont plus exactement semblables,, puisqu'elles renferment un principe colorant différent; nous passerons donc immédiatement au cas du frottement opéré entre les substances dissemblables. Nous ne pouvons mieux faire que de rapporter sur ce point les expériences intéressantes de Coulomb, telles que M.. Biot, qui les a tirées d'un manuscrit de cet habile physicien, les a consignées dans son traité de physique expérimentale et mathématique. Une bande de papier, dans son état naturel, étant chargée de l'humidité de l'air, ne prend par le frottement qu'un faible degré d'électricité. Mais si on la fait sécher et chauffer, contre quelque corps qu'on la frotte ensuite, elle donnera des signes sensibles d'électricité. Une bande de papier chauffée et frottée

contre une étoffe de laine blanche prend toujours Télectricité négative. Cette même bande frottée contre du métal prend toujours Télectricité négative, à moins que le métal n'ait un grand degré de poli. Dans ce cas, elle donne quelquefois des signes d'électricité positive très-faibles. La bande de papier étant séchée et chauffée, si on la frotte contre une étoffe de soie blanche, elle donne des signes d'électricité négative; mais lorsque la chaleur est passée, elle donne le plus souvent des signes d'électricité positive très-faibles. La bande de papier chauffée et frottée contre une étoffe de soie noire, neuve et de bon teint, donne des signes d'électricité positive. La bande de papier chauffée et frottée contre une étoffe noire demi-usée prend , lorsqu'elle est encore chaude , une électricité négative; quelques instants après, frottée de nouveau, elle ne donne aucun signe d'électricité ; mais frottée quelques instants encore après, elle donne des signes d'électricité positive. Un ruban de soie blanche, chauffé et frotté contre du métal, donne toujours des signes d'électricité négative. En le laissant refroidir et le frottant de nouveau , si le métal contre lequel on le frotte n'est pas très-poli, il continuera à donner des signes d'électricité négative; mais si le métal a un très-grand degré de poli, il donnera des signes d'électricité positive très-faibles. Ainsi, par exemple, notre ruban refroidi, étant frotté contre un papier doré ou argenté qui ait un très-gi'and poli, acquerra toujours l'électricité positive ; mais si le ruban est échauffé, il donnera toujours des signes d'électricité négative. Il donnera également toujours des signes d'électricité négative, soit qu'il soit chauffé ou non, lorsqu'on le frottera contre l'arête d'un vase, ou contre un corps métallique qui n'aura pas un grand degré de poli, ou même contre un morceau de clinquant ; mais si on le frotte contre une partie du vase qui soit-très polie, il prendra alors l'électricité positive. Un ruban noir, chauffé ou non, mais soyeux et de bon teint, étant frotté contre un métal poli ou dépoli, donne toujours des signes d'électricité négative. Lorsque le ruban est peu soyeux, que la teinture est faible, il donne quelquefois des signes d'électricité positive dan^ les mêmes cas que le ruban blanc. Un ruban de soie

538 SOURCIL W I»*ÉL£GTRlOiTÉ.

blapchô ebauffé ou non, et froUé contre une étoffe noire #( d'un bon teint, donna toujours des signes d* électricité pofti* tive; mais 8i l'étoffe noire contre laquelle on frotte le ruban blanc est usée, et que le ruban blanc soit chauffé, il donnera des signes d'électricité négative, et en se refroidissant, il donnera ensuite des signes d'électricité positive. Une étoffe de soie, agitée dans Tair avec un mouvement rapide, prend toujours Télectricité négative; en sorte que le frottement de Tair contre la soie donne à Tair une électricité positive. Un ruban blanc de laine produit à peu près les mêmes phénomènes électriques qu'un ruban de soie et une bande de papier; si on le frotte sans le faire chauffer, ou après qu'il est refroidi, contre une surface métallique très-polie, comme le papier doré ou argenté , ou même contre le côté d'un vase de métal très* poli, il donnera des signes d'électricité positive; si l'on fait chauffer le ruban de laine avant de le frotter, il donnera dans tous les cas des signes d'électricité négative; il donnera le« mêmes signes d'électricité négative, si on le frotte sans le faire chauffer contre une surface métallique qui n'aurait pas un très* grand degré de poli.

^ Un ruban de soie, une bande de papier, un ruban de laine, frottés contre une peau garnie de son poil, telle qu'une queuo de renard ou une peau de chat bien sèche, prennent toujours l'électricité négative , et dans un plus grand degré que contre toute autre espèce de frottoir. L'on sait que les peaui garnies de leurs poils, frottées du côté du poil sur un corps conducteur, prennent toujours l'électricité positive.

Toutes les particularités de ces phénomènes semblent pouvoir se ramener à un principe général que voici :

Lorsque les surfaces de deux corps sont frottées ensemble, celle dont les particules intégrantes s'écartent le moins les unes des autres, et font des excursions moindres autour de leurs po* sitions naturelles d'équilibre, parait, par cela même, plus dis* posée à prendre l'électricité positive; cette tendance augmente si la surface éprouve une compression passagère. Réciproque** ment celle dss deux surfaces^ dont les particules se trouvent plus éoart4ss par la rudtMe de l'autre oq par touis «itre cause

ÉLECTRICITÉ PRODUITE PiH LB$ ACTIONS MÉCANIQUES. 539

quelconque, est, par cela même, plus disposée à prendre Té* lectricilé négative. Cette tendance augmente si ]a surface éprouve une véritable dilatation. Plus cette opposition de cir* constances est forte, plus te développement de Télectricité est énergique sur les deux surfaces. Il s'affaiblit h mesure que leur état devient plus semblable. Une égalité parfaite te rendrait nu1| si elle pouvait exister.

Ainsi, lorsqu'une substance animale ou végétale solide e\ sèohe est frottée contre une surface métallique qui a de la ru-* desse, elle donne des signes d'électricité négative; c'est le cas où ses molécules sont écartées. Lorsqu'elle est frottée contre un métal très-poli qui altère peu sa surface, ou dont l'effet se )>orQ6 à la comprimer par par lies, sans écarter individuelle-* ment les particules qui la composent , elle ne donne aucun signe d'électricité , ou elle donne des signes d'électricité po-* sitive. La chaleur dilatant les pores des corps, agit sur leur surface comme ferait un frottoir plus rude. Elle la dispose donc à prendre l'électricité négative.

Lorsqu'on frotte les poils dune peau de chat contre une sur* face métallique polie ou dépolie, ils ne peuvent que céder à son choc et se refouler les uns sur les autres; mais ils se com*" priment ainsi, tout d'une pièce, sans aucune vibration de leurs particules. Ils sont donc disposés d'une manière éminemment favorable pour prendre l'électricité positive, comme en effet ou voit qu'ils l'acquièrent, puisqu'après le frottement le métal se trouve toujours avoir l'électricité négative. Mais employei ces mêmes poils à former le tissu d'une étoffe, ce qui exigera qu'ils soient foulés, comprimés et serrés sur eux-mêmes; alors si TOUS les frottez contre une surface métallique dépolie, ils n'en seront pas seulement pressés et comprimés comme auparavant; ils seront au contraire séparés et déchirés par les aspérités de cette surface. Ainsi ils devront prendre l'électricité négative, comme en effet on voit aussi qu'ils la prennent, excepté dans le cas où la surface métallique contre laquelle on tes frotte a un certain degré de poli.

Sn général, lorsque l'un des corps frottés est un tissu de &* bres imioules ou végétales aerréet les uaee sur tes autres, tel

qu'un ruban de soie, une étoffe de laine ou un morceau de papier sec, le meilleur frottoir doit être celui sur lequel ces tissus ne peuvent produire qu'une compression générale et passa* gère. Aussi l'expérience apprend-elle que, dans ce cas, rien n'est préférable à une peau garnie de son poil.

Mais lorsque des substances animales ou végétales, frottées l'une contre l'autre, se dilatent toutes les deux dans le frottement, l'espèce d'électricité que prend chacune d'elles dépend de l'élargissement plus ou moins considérable que ses pores reçoivent; et alors les plus légères modifications, dans l'état de l'une ou de l'autre surface, peuvent déterminer des résultats opposés. Par exemple, lorsqu'on frotte une étoffe de soie blanche contre un morceau de papier sec, la soie prend ordinairement l'électricité négative. Elle paraît donc alors avoir plus de tendance pour cette espèce d'électricité. Mais si l'on commence par ouvrir les pores du papier en le chauffant, cette préparation le rend plus apte à son tour à prendre l'électricité négative, et la soie frottée contre lui devient positive. Cette faculté, que la chaleur avait exaltée, diminue à mesure que le papier se refroidit et que ses pores se resserrent. Il vient un moment où elle est seulement égale à celle de la soie. A cette époque, le frottement de ces deux corps ne produit aucun signe d'électricité sensible. Passé cet instant, la bande de papier continuant à se refroidir, et ses pores à se resserrer, sa tendance à prendre l'électricité négative s'affaiblit toujours, tandis que celle de la soie blanche reste la même. Alors cette dernière n'étant plus contre-balancée par l'état de la bande de papier, il arrivera souvent que la soie prendra une électricité négative, et donnera par conséquent au papier une électricité positive.

Les mêmes considérations peuvent s'appliquer à une étoffe de soie blanche frottée contre une étoffe de soie noire. Soit que la teinture noire donne de la rudesse à la surface des étoffes de soie ou de laine, de manière que, dans le frottement, leurs pores se trouvent plus écartés que ceux des étoffes qui ne sont pas teintes, soit que la réunion des parties colorantes avec la soie augmente, sous le même degré de frottement et de dilatation, la tendance à prendre l'électricité négative, il est de fait qu'une

ÉLECTRICITÉ PRODUITE PAR LES ACTfCmS MÉGANIQUES. 541

étoffe de soie ooire neuve de forte teinte, étant frottée contre un ruban de soie blanche, prend toujours cette espèce d'électricité. Mais lorsque Tétoffe noire est usée et sa couleur affaiblie, si Ton dilate les pores du ruban blanc par la chaleur , il ac* quiert à son tour, pour l'électricité négative, une plus grande tendance que l'étoffe noire, et par conséquent il la rend positive. Cette disposition, comme on doit s'y attendre, s'évanouit avec la cause accidentelle qui la produisait, et le ruban blanc refroidi acquiert de nouveau l'électricité positive. La teinture noire produit sur la laine le mèine effet que sur la soie. Un ruban blanc sec, frotté contre une étoffe de laine blanche, donne toujours des signes d'électricité négative, mais contre une * étoffe de laine teinte en noir, il donne des signes d'électricité positive.

Les bois bien secs sont tous négatifs quand ils sont frottés avec de la cire ; mais quand ils sont frottés les uns contre les autres, ce sont en général les plus denses qui sont négatifs, et les plus légers positifs ; ainsi l'ébène est négatif avec tous les autres bois.

Parmi les substances non conductrices, celle dont l'étude au point de vue de l'électricité qu'y développe le frottement est la plus importante et a été l'objet de plus de travaux, est sans contredit le verre qui pr4ente sous ce rapport des particularités remarquables tenant aux variations nombreuses de l'état de sa surface et à son peu d'homogénéité.

Les propriétés électriques du verre sont en effet intimement liées avec l'état de sa surface ; quand cette surface est fraîche, c'est-à-dire que le verre a été récemment fabriqué, il n'est pas fortement électrique, ce qui fait qu'il n'est pas propre à la construction des machines électriques. Cette absence de vertu électrique tient à sa conductibilité, mais elles disparaissent Tune et l'autre avec le temps. Le verre poli et ancien est po^ sitif avec la plupart des corps, tandis que le verre mat ou dépoli est négatif quand on le frotte avec la laine, les plumes, le bois, le papier et la main, corps avec lesquels le verre poli est lui-même négatif. Mais le verre mat est positif comme le verre poli avec la cire, le soufre, les métaux, etc. Il va sans dire que

342 âovicu »B L'tuoimtettÉ.

lorsqu*on frotte l'un contre l'autre le terre poli et le verre dépoli) le premier est positif et le second négatif. Quoiqu'eU gé* néral l'état variable de la surface du verre puisse être reconnu par des difiTéreuces dans son pouvoir conducteur, il est cepen^' dant des cas où il n'en est pas ainsi. Il existe^ suivant Henrici^ des différences dans le pouvoir électrique de la surface du verre qui ne peuvent ni être aperçues à la vue^ ni se démontrer par un changement dans le pouvoir conducteur. Tel est le cas des deux moitiés d'une tige de verre, dont Tune a été exposée à la flamme d'une lampe d'alcool et l'autre est restée intacte. La moi-* tié qui a été chauffée se trouve être fortement négative quand oïl la frotte avec de la cire ou avec du cuir, tandis que l'autre est positive. Un frottement très-prolongé ou très-vif, l'immersion dans l'alcool ou dans une solution de potasse, restitue au verre qui l'avait perdue sa vertu positive ; toutefois, si on Ue lui fait subir aucune opération de ce genre, il peut conserver pendant dts jours et des semaines sa propriété négative. Le cristal de roche prouve dans les mêmes circonstances la même altéréh tion que le verre dans ses propriétés électriques.

On peut même rendre le verre susceptible de prendre l'électricité négative quand on le frotte, en le plongeant dans un adde et en le laissant sécher après l'avoir lavé préalablement dans l'eau distillée. L'immersion dans un alcali ne produit pas k même effet.

11 est évident que l'action de la flamme consiste à déterminer une altération dans Tétat de la surface, puisque les moyens mécaniques détruisent l'efiet de celle action. Ce n'est point ub résultat de l'action directe de la chaleur, car des tiges de verr^ qu'on expose à la même température, en ayant soin de les tnfermer dans des tubes de métal de manière à éviter qu'elles goient en contact immédiat avec la flamme, n'éprouvent aucune modification dans leurs propriétés électriques^ Ce n'est pas non pins un effet de l'action qu'exerceraient sur le verre les pro-^ duits de la combustion , tels , en particulier, que la vapeur d'eau ou l'acide carbonique; car en laissant agir à une haute température ces produits tout formés, on n'obtient point le mêpne résultat. Il est donc probable que c'est dans l'acte même

ÉLECTRICITÉ PROftClTfi l»AR Ug ACTKmS MÉCANIQUES. IH3

de leur formation à la àurface du terre qu'ils agissent sut cette surface.

Du reste, ce n'est pas seulement dans ses propriétés électriques que le verre éprouve une altération par la modification de la surface. Lœvell et Liebig ont démontré qu'un bâton de verre peut perdre par son réchauffement la faculté qu'il possède dans son état naturel de faire cristalliser instantanément une dissolution concentrée de sulfate de soude dans laquelle on le plonge. Cette même dissolution cristallise immédiatement quand on la met en contact avec une partie du bâton de verre qui n'a pas été chauffée. La partie du bâton qui était devenue inactive peut rester plusieurs jours dans cet état-, l'immersion dans l'eau suivie de son dessèchement dans l'air ne suffît pas pour lui rendre son activité; il faut pour cela qu'il soit exposé quelque temps à l'air libre.

Parmi les substances dont on a étudié avec soin l'électricité développée par le frottement, nous citerons un grand nombre de minéraux sur lesquels Hauy a fait de nombreuses expériences. Ce savant minéralogiste en frottait chaque échantillon avec une étoffe de laine pour déterminer s'il devenait positif ou négatif par ce frottement, et il crut trouver que le caractère électrique propre à chacune des classes dans lesquelles il groupait les minéraux sous ce rapport se rattachait à des propriétés physiques communes à toutes les espèces comprises dans la même classe. Cependant il reconnut que bien des circonstances, telles que la transparence et l'aspérité de la surface, apportent des modifications dans le caractère électrique de la même espèce minérale. Ces variations tiennent, en général, à ce que l'affaiblissement de la transparence est dû, soit au mélange d*une matière hétérogène interposée accidentellement dans la substance, soit à un dérangement de structure qui occasionne un aspect nébuleux ; modifications qui entraînent, ftussi bien que la perte du poli de la surface, une diminution dans la faculté isolante du corps. Ainsi, par ex^tnple, la variété de chaux carbonatée, dite spath d' Islande ^ est transparente, très-isolante et positive, tandis que la transparence disattrait en même temps que la faculté isolante et Télectrieité

1)44 SOURCES DE L^ÉLEGTRIGITÉ.

positive dans la variété saccJiaraide (marbre statuaire), qui est négative. Ainsi, même le quartz et la topaze, qui, à Tétai de cristaux limpides, sont isolants et positifs, deviennent conducteurs et négatifs lorsque la surface est terne et raboteuse; mais quand on rend à ces fragments peu à peu le poli, ils reprennent par degrés les états intermédiaires par lesquels ils avaient passé, et finissent par recouvrer entièrement leurs propriétés primitives entre les mains du lapidaire. L'état des surfaces a une telle influence sur la nature de Télectricité dégagée dans le frottement des corps mauvais conducteurs, que Hauy a trouvé une substance minérale cristallisée qu'il a nommée disthèncy qui prend, avec le même frottoir, l'électricité positive sur certaines faces et la négative sur d'autres, sans qu'on puisse découvrir de différences apparentes entre elles.

Avant de dresser la série des corps rangés dans Tordre de la nature de l'électricité qu'ils dégagent en étant frottés les uns contre les autres, nous devons nous occuper du cas où l'un des corps frottés étant toujours un conducteur imparfait, Tautre est bon conducteur, tel qu'un métal. Cavallo, Wilson, Hauy ont fait un grand nombre de recherches sur ce point particulier. Cavallo avait trouvé que presque tous les métaux deviennent négatifs en étant frottés avec la plupart des corps, même avec ïa cire d'Espagne. Plus tard. Faraday avait confirmé ce résultat sur le fer, le cuivre, le laiton, Targent et le platine; sur treize substances, avec lesquelles il les avait frottés, il n'avait trouvé que le soufre qui les rendît positifs. Hauy avait observé que, frottés avec de la cire, Targent, le plomb, le bismuth, le zinc et le laiton sont positifs, tandis que le platine, le palladium, Tor, le nickel, le fer, Tétain, Tarsenic et Tantimoine sont négatifs.

La divergence qu'on remarque entre ces différents résultats tient à ce que, lorsqu'un des corps frottés est très-dur par rapport à Tautre, comme un métal par rapport à de la cire, il arrive souvent que le plus mou est entamé par le plus dur, et que ce dernier accuse à Télectroscope non sa propre électricité, mais celle de la couche mince de la substance qu'il enlève. J'ai signalé cette cause d'erreur eu cherchant à en tenir compte

ÉLECTRICITÉ PRODUITE PAR LES ACTIONS l^GANIQDES. 545

pour expliquer les anomalies que présente réleclricité développée dans les métaux frottés avec des conducteurs imparfaits, et j*ai réussi à démontrer ainsi quelle est bien la nature véritable de cette électricité.

Il suffit de placer un morceau de métal sur le plateau d*un électroscope à feuilles d'or, et de le frotter délicatement avec le doigt pour déterminer une divergence considérable des feuilles d'or, sans avoirmême besoin du secours du condensateur: il faut seulement que les doigts soient très-secs pour que l'expérience réussisse bien ; on a soin de tenir avec un tube de verre bien isolant le morceau de métal pour qu'il ne glisse pas quand on le frotte. Les métaux frottés ne prennent pas tous la même électricité dans cette opération ; ainsi l'antimoine est négatif et le bismuth positif. Si Ton se sert comme corps frottants de l'ivoire, de la corne, du liège et de diverses espèces de bois, on trouve que le rhodium, le platine, le palladium, l'or, le tellure, le cobalt et le nichel acquièrent l'électricité négative, tandis que l'argent, le cuivre, le laiton et l'étain, qui sont en général aussi négatifs, se montrent quelquefois positifs, surtout l'étain ; l'antimoine, quoique le plus fortement négatif de tous, est cependant quelquefois positif; le fer et le zinc sont tantôt positifs, tantôt négatifs ; enfin le plomb et le bismuth sont constamment positifs. Mais si l'on a soin de frotter le métal sur une arête vive dans un air bien sec avec du bois très-desséché et bien propre, il prend toujours l'électricité négative; par contre, quand la surface frottée est grande et que le frottoir est promené dans toute son étendue, le métal devient en général positif, surtout si on le frotte avec du liége^ L'élévation de température et l'humidité favorisent dans les métaux facilement oxydables le dégagement de l'électricité positive. Il est évident que ces anomalies tiennent à ce que dans l'air, et surtout dans l'air humide et chaud, la surface de la plupart des métaux se recouvre d'une légère couche d'oxyde que le frottoir enlève, ce qui fait que ce n'est plus entre la substance du frottoir (doigt, bois, liège) et le métal, mais bien entre la couche d'oxyde qui recouvre ce frottoir et le métal, que le frottement a lieu ; de sorte que, dans ce cas, le métal prend l'électricité positive, son II. 35

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oxyde se chargeant de la négative. Mais si on opère sur una partie de la surface bien décapée, et d'où il est &cile d'enlever immédiatement la couche d'oxyde , comme une arête vive, alors le métal prend toujours, quelle que soit sa nature, l'électricité négative. Avec le liège et le caoutchouc, on obtient plus facilement l'électricité positive sur le métal qu'avec le bois, parce que le frottement étant plus doux, la couche d'oxyde est enlevée plus également, et reste mieux adhérente à la surface du corps frottant.

Le développement de l'électricité par le frottement des corps non conducteurs et des substances métalliques a été utilisé dans Temploi'd'uu amalgame dont on recouvre les coussins des machines électriques destinés à servir de frottoirs au Terre. Ces amalgames sont des amalgames d'étain, de zinc, d'étain et de sine à la fois; quelquefois on emploie des amalgames encore plus compliqués, et même une combinaison métallique telle que Tor musif (deuto-sulfure d'étain). Wollaston avait cru que l'influence considérable que la présence de ces composés métalliques exerce sur le dégagement de l'électricité était due à une action chimique, c'est-à-dire à l'oxydation qu'éprouvent ces composés dans l'air atmosphérique. A l'appui de cette opinion, il avait cité le fait qu'en remplaçant autour du plateau et des frottoirs de la machine électrique l'air atmosphérique par le gaa acide carbonique, il n'y a plus d'électricité possible. Mais 6ay-Lussac remarqua que cette absence d'électricité était due à l'eau hygrométrique dont il est très-difficile de dépouiller le gax acide carbonique, et il réussit à obtenir de l'électricité avec des amalgames très-oxydables dans une atmosphère d'acide carbonique bien desséchée.

M. Péclet a repris ces expériences en parlant du principe que le gaz peut agir de deux manières, quand on développe de l'électricité par le frottement, ou comme intervenant dans la production de cette électricité, ou comme corps plus ou moins conducteur. Après avoir constaté par des expériences délicates faites au moyen de la balance de Coulomb, d'après un procédé analogue à celui que nous avons déjà décrit ' , l'égalité des facultés con-

< TooH 0, pages S4 et toiv.

ÉLXCTBIGITÉ PRODinTE PAR LS8 ACTIONS MÉCANIQUES. 547

ductrices de Tair et de Tacide carbonique bien desséchés, il adisposé un appareil électrique, composé d'un cyUndre de verre et de frottoirs enduits d*or musif, de façon qu'il pût être en entier placé sous une cloche munie d'une botte à cuir traversée par une tige métallique qui pouvait communiquer, au moyen d'un engrenage au cylindre de verre, le mouvement de rotation qu'on lui imprimait extérieurement à l'aide d'une manivelle. En opérant sur de Tair de la cloche préalablepient desséché pendant douze heures par du chlorure de calcium , puis sur de l'acide carbonique introduit à la place de l'air dans la cloche, après avoir été complètement desséché, il a trouvé que les indications d'un électroscope intérieur, qui communiquait par un fîl de cuivre passé à travers la cloche avec un peigne métallique placé visà-vis et très-près du cylindre de verre , étaient exactement les mêmes pour les deux gaz, pourvu qu'ils fussent également secs. Comme on pouvait objecter qu'il restait dans ces expériences une petite quantité d'air mélangée à l'acide carbonique, M. Péclet a opéré successivement sur de Tair, sur de l'hydrogène et sur de l'acide carbonique, en ayant soin» pour ces deux derniers gaz, de ne faire d'expérience qu'après que la cloche avait été vidée et remplie successivement du même gaz six fois, de sorte qu'on pouvait être bien certain de la pureté du gaz. Les résultats ont toujours été les mêmes. Ainsi, il demeure bien prouvé que, dans la production de l'électricité par le frottement. Faction de l'air sur les enduits plus ou moins oxydables des frottoirs n'a aucune influence.

Parmi les substances éminemment électriques, nous devons citer encore le coton-poudre de Schoenbein, qui, dur et filamenteux, est un isolant parfait et négatif avec tous les corps connus. Le collodium, qu'on obtient en une pellicule mince en faisant évaporer une dissolution de coton-poudre dans l'éther sulfurique qu'on a étendue sur une plaque de verre , est aussi électrique au plus haut degré, et négatif, sauf avec le coton-poudre, avec lequel il est positif. Si Ton plonge, suivant le procédé de Pelouze, du papier fin non collé dans un mélange d'acide sulfurique et d'acide nitrique fumant , qu'on le lave ensuite à pleine eau, il prend une apparence jaunâtre et trans-

548 SOURCES DE l'électricité.

lucide semblable à du parchemin et acquiert des propriétés fortement électriques ; car il suffit, lorsque plusieurs feuilles du papier ainsi préparé sont superposées, de frotter la supérieure avec la main pour qu'elles restent adhérentes les unes aux autres quand on soulève la première, et pour qu'^n les séparant elles donnent de vives étincelles. Ce papier est positif avec le coton-poudre et le coUodium , et il est négatif avec toutes les autres substances. Sa puissance électrique est si considérable, qu'on peut en tirer de fortes étincelles accompagnées d'un dégagement d'ozone. M. Schoenbein, qui a remarqué, le premier, les propriétés si fortement électriques de ce papier, avait proposé de l'employer à la construction de machines électriques, qui, par conséquent, auraient été sans verre. Au reste, on a remarqué que, dans la fabrication du papier ordinaire, il y a un dégagement continu d'étincelles électriques, quand, pour le faire sécher, on fait glisser le papier encore en pâte le long des cylindres métalliques chaufiés intérieurement par la vapeur.

M. CoUadon a remarqué également que, dans les filatures de coton , l'opération à laquelle sont soumis les faisceaux de coton, qu'on comprime, qu'on étire et qu'on tord pour en faire des fils, en les faisant glisser sur des surfaces métalliques qui les guident, dégage beaucoup d'électricité. Les fils de coton se chargent d'électricité négative et les métiers prennent la positive. Il en résulte, lorsque Tair est sec, que les métiers d'un côté, et les filaments de coton de l'autre , gardent leur électricité, que les arêtes et les points culminants des métiers attisent les petits filaments de coton qui voltigent dans la chambre, ce qui dérange l'opération du filage, laquelle est aussi entravée par l'état électrique des filaments de coton , qui, en favorisant leur séparation, leur désagrégation , occasionne aussi une rupture plus fréquente des fils. On a encore observé à New-York, dans des maisons construites avec des matériaux très-secs, que le simple frottement du cuir des souliers contre les tapis de laine qui recouvrent les planchers sur lesquels marche une personne dégage assez d'électricité pour que cette personne en soit chargée d'une manière incommode, vu que dès qu'elle ap-

ÉLECTRICITÉ PRODUITE PAR LES ACTIONS MÉCANIQtES. 549

proche sa main et sa figure d'un corps conducteur^ il s'en échappe une étincelle souvent fort désagréable.

Nous devrions, avant de poursuivre l'étude de l'électricité dégagée par le frottement, donner ici la série des corps classés d'après la nature de l'électricité qu'ils acquièrent en étant frottés successivement les uns avec les autres ; mais cette série est difficile à établir, à cause de la difficulté de tenir compte de toutes les circonstances qui influent sur la nature de l'électricité que prend chaque corps. Voici toutefois un tableau assez exact des principales substances disposées les unes à la suite des autres, dans un ordre tel que chacune est positive avec celle qui suit et négative avec celle qui précède :

Peau de chat^ diamant ^flanelle, ivoire ^ cristal de roche ^ laine ^ ve^re, cotony toile de lin^ soie blanche^ la main sèche ^ boisj cire à cacheter y colophane^ ambre y soufre y caoutchouc y gutta-percha^y papier préparé^ collodium^ coton-poudre.

L'analyse que nous venons de faire deseffets électriques dusïiu frottement démontre clairement que ces effets sont bien dus exclusivement aux mouvements moléculaires que détermine cette action mécanique; mais il importe d'en préciser un peu mieux la nature et de rechercher les circonstances qui peuvent la rendre plus ou moins efficace. C'est ce qu'a fait M. Péclet dans un remarquable travail où il a étudié successivement l'influence de la vitesse, de la pression , de l'étendue des surfaces de contact, de l'état de la surface des corps, de leur épaisseur et de leur nature. La machine électrique dont se servait M. Péclet était une machine à cylindre de verre, dans laquelle le frottoir se trouve placé sur le point le plus élevé du cylindre; la pression est produite par des poids disposés sur le frottoir; le cylindre est arrondi et poli autour, afin d'éviter les inégalités de frottement ; l'électricité est perçue par. un peigne métallique qui communique directement, au moyen d'un fil de cuivre recouvert de taffetas ciré, avec un électromètre à pendule dont la disposition permet de suivre exactement les variations de ten-

* La gutta-percha est isolante surtout à la surface, car elle conduit assez bien dans rintérieur dç sa iqasse.

550 SOURCES DE L*ÉLEGTRICITÉ.

sion qui surviennent quand on modifie les circonstances du frottement • Les premières expériences ont eu pour but de dé* terminer l'influence de la durée du frottement sur l'intensité de l'électricité développée; il résulte de toutes celles qui ont été faites avec un très-grand nombre de corps employés comme frottoirs, tels que le papier nu, le papier recouvert d'une feuille mince de cuivre, d'étain, d'argent et d'or, Tétain en feuilles et diverses étoffes de laine, de soie, de coton, le taffetas ciré, le cuir, etc., que la déviation de Félectromètre va constamment en croissant pendant un certain temps, après lequel elle reste sensiblement constante, quelle que soit d'ailleurs la vitesse, pourvu que cette vitesse ne change pas., La permanence de la déviation s'établit quelquefois après la première minute ; d'autres fois, elle exige un temps beaucoup plus long, jusqu'à sept minutes. Cet accroissement graduel et plus ou moins rapide tient à plusieurs causes, en particulier à la déformation qu'éprouve la surface du frottoir pendant les premiers instants du frottement.

Après l'influence du temps, celle de la vitesse est importante à connaître. Un très-grand nombre d'expériences faites avec des frottoirs de différentes espèces et dans des circonstances atmosphériques favorables, c'est-à-dire quand l'air est très-sec, ont montré que la vitesse avec laquelle a lieu le frottement est sans influence sur la quantité d'électricité développée, et que le pendule de l'électromètre conserve la même déviation pour des vitesses de rotation du cylindre de verre croissant de 1 à 8, et cela également pour des pressions des frottoirs grandes et petites. Quand l'air est humide, la déviation croit un peu avec la vitesse de 1 à 2* seulement; il est également à remarquer que la permanence ne se maintient pas quand les vitesses sont très-petites; la déviation alors diminue avec la vitesse, et cela d'autant plus que l'air est plus humide; ce qui provient, comme il est facile de le comprendre, de ce que la déperdition de l'électricité est proportionnellement plus rapide et que l'équilibre entre cette déperdition et la production s'établit à une limite inférieure. Il est en outre quelques substances qui, employées comme frottoirs , produisent des déviations qui aug-

ÉLECTRICITÉ PEODTJITE PAR LB8 ACTlOlfS MÉCANIQUES. 55i

mentent avec la vitesse ; telles sont , par exemple, de la pluche de soie, de la toile de coton , de la toile de fil , etc. Ces anomalies sont évidemment dues à la neutralisation de Télectricité du cylindre de verre par les aspérités du frottoir au delà des points de contact, neutralisation qui doit être d'autant moindre que la Titesse est plus grande. Il suffit, pour s'en assurer, de suivre le mouvement que l'électricité imprime aux filaments de la surface du frottoir, et surtout d'observer dans l'obscurité les points lumineux qui les terminent ; cette influence doit être d'autant plus grande que le corps est meilleur conducteur et que les filaments de sa surface sont plus longs et plus flexibles ; c'est en effet ce qu'on observe quand on se sert comparativement d'étoffes de soie et de coton , ou de toile de même structure. Au reste, on peut à volonté produire ou faire disparaître «ur certains corps les anomalies dont il s'agit, en rendant lisse ou plucheuse la partie du frottoir qui dépasse le contact. La conductibilité imparfaite du frottoir, en empêchant l'écoulement immédiat de l'électricité que le frottement développe sur lui, peut exercer une influence en sens contraire de la précédente et diminuer avec la vitesse la tension électrique que doit ac<piérir le cylindre de verre, dont une partie de l'électricité est reprise dans ce cas par celle de nom contraire que le frottoir conserve trop longtemps. La vitesse non-seulement est sans influence, si on a soin d'éliminer toutes les causes d'erreur, «ur le maximum de tension électrique qu'acquiert le cylindre de verre frotté, mais elle n'en a point non plus sur la quantité absolue d'électricité qui est produite. Il est facile de s'en assurer en plaçant une boule métallique conununiquant avec le sol, à une distance du conducteur de la machine telle, qu'il se manifeste une étincelle à chaque tour, le mouvement étant uniforme. Si on change de vitesse, Tétincelle part également à chaque tour, quelle que soit cette vitesse. Or, la décharge du conducteur ayant toujours lieu sous la même tension, il est évident que le cylindre fournit toujours la même quantité d'électricité à chaque rotation , et que par conséquent, dans un même temps, la quantité d'électricité produite est proportionnelk à la Titesse , c'esi4i-dire au nombre des rotations. Ce ré-

sultat n'est, corame pour le précédent, absolument vrai que pour les frottoirs qui conduisent bien l'électricité, tels que les métaux, le papier, le cuir; pour les corps mauvais conducteurs, les décharges ne se manifestent que pour un nombre de tours qui doit être d'autant plus considérable que la vitesse est plus grande ; ce qui est facile à comprendre , d'après ce que nous avons dit plus haut.

En résumé, nous voyous que la vitesse est sans influence sur le développement de l'électricité, et que les anomalies qu'on observe quelquefois proviennent de Thumidité de l'air, des aspérités des surfaces, ou de l'imparfaite conductibilité des corps; et il est probable aussi que, pour des xitesses excessivement grandes, le dégagement de chaleur qui accompagne le frottement serait une cause de perturbation.

Un très-grand nombre d'expériences ont démontré que la pression est aussi sans aucune influence sur la tension de l'électricité développée. Il résulte d'un examen attentif des faits que la loi qui consiste en ce que les déviations de l'électroscope sont indépendantes des pressions brutes exercées sur le frottoir, subsiste encore quand on considère les pressions éprouvées par les pointes réellement en contact; c'est-à-dire que ces pointes éprouvent toujours un accroissement de pression correspondant à celui de la charge, malgré l'augmentation de leur nombre. Quelques anomalies présentées avec certains corps sont dues à la chaleur que développe le frottement; c'est ce dont M. Péclet s'est assuré directement.

La longueur du frottoir, soit l'étendue de la surface frottée, n'influe nullement non plus sur la déviation des boules de l'électroscope; mais il n'en est pas de même de la courbure du frottoir au delà du contact , qui a une influence réelle sur la quantité d'électricité; quantité qui diminue d'une manière très-sensible avec le rayon de courbure. Ce fait, qui ne se présente que quand le frottoir est un corps conducteur, dépend évidemment des phénomènes qui se développent au moment de la séparation des deux surfaces. Il y a toujours dans cet instant une recomposition d'une certaine proportion des électricités contraires que les deux corps avaient acquises par le

contact, et qui deviennent libres lors de la séparation. On peut même le reconnaître en observant dans Tobscurité des traces lumineuses à Textrémité du coussin. Du reste, on conçoit facilement l'influence de la courbure telle qu'elle se manifeste dans ces expériences, en remarquant que le frottoir doit prendre, sous Faction de Télectricité du cylindre, une tension croissante à mesure que la courbure diminue, et qui doit nécessairement augmenter la quantité des deux principes électriques qui se recomposent.

L'épaisseur, soit du frottoir, soit du verre frotté, a très-peu d'influence sur les résultats, du moins au delà de certaines limites. Il faut seulement avoir égard, en ce qui concerne le verre , à ce que , lorsqu'il est creux comme un lube , au lieu d'être plein comme une tige, l'humidité intérieure exerce une influence qu'on aurait tort d'attribuer à la différence d'épaisseur.

Nous avons vu qu'on distingue deux espèces de frottements, celui de glissement et celui de roulement. Pour comparer les effets des deux modes , M. Péclet s'est servi d'un cylindre de cuivre creux garni à sa surface de plusieurs cuirs destinés à lui permettre de s'appliquer exactement sur le cylindre de verre de la machine électrique dans une certaine étendue. On pouvait, au moyen de poids, faire varier la pression de ce frottoir contre le verre. En rendant le cylindre immobile, on produisait le frottement de glissement ordinaire; en le laissant libre de rouler autour de sofi axe, on obtenait le frottement de roulement. Dans ce dernier cas, le cylindre roulant tend, à cause des inégalités de la surface, à se séparer du cylindre de verre, et cela d'autant plus que la vitesse de rotation est plus grande. Pour obvier à cet inconvénient , le meilleur moyen est d'employer les mains pour maintenir le cylindre roulant sijr le verre. On observe ainsi que l'influence de la vitesse et de la pression , dans ce mode de frottement, est nulle comme dans l'autre. Quant à la comparaison des effets produits par les deux modes de frottement, l'expérience démontre que le papier, la peau et les métaux, ou leurs alliages, produisent la même quantité d'électricité par le frottement de glissement etpar celui

554 flOUEGlfi DE L'ÉLEGTEIClTi.

déroulement. Leg différences qu'on obserre avec d'autres corps tiennent à des circonstances accessoires telles que les filaments qui, agissant différemment dans un cas et dans l'autre, peuvent soutirer Télectricilé. Il faut aussi avoir égard à une diîrérence importante entre les deux modes de frottement ; c'est que dans le roulement, il y a adhésion ou pression continues, et que dans la friction par glissement il n'y en a pas.

Enfin il résulte de quelques observations de M. Péclet, que la chaleur, ainsi que les aspérités de la surface des corps, produisent une tendance négative, et que la chaleur dégagée par le frottement lui-même tend toujours à donner une tension plus négative ou moins positive à celui des deux corps qui est le moins bon conducteur du calorique ; résultats tous conformes à ceux qu'avait déjà obtenus Coulomb, et que nous avons rapportés plus haut.

Nous terminerons ce paragraphe en complétant, au moyen des données que nous a fournies l'étude que nous venons de faire, la description et la théorie des machines électriques fondées sur le dégagement de l'électricité par le frottement, que nous n'avons fait qu'esquisser au commencement de ce traité*.

Nous avons déjà remarqué que toute espèce de verre n'est pas également propre à former le disque d'une machine. Les verres tendres et les verres durs, lorsqu'ils sont récemment préparés et que le frottement a rendu leur surface rayée, ont une faculté conductrice qui diminue notablement leur pouvoir électrique. Le verre le plus convenable n'est pas celui qui est le plus transparent, mais celui qui présente sur sa surface de petits points brillants {d'acide silicique) . Les oxydes métalliques qui se trouvent mélangés au verre, et qui lui donnent une teinte bleue , verte ou uoire , n'ont en général aucune influence fâcheuse, sauf dans le cas où l'oxyde est celui de manganèse, qui donne une couleur violette au verre. Toutefois , il est très-rare que ce soit la masse même du verre qui soit conductrice ; la conductibilité est plutôt superficielle , et a sa source dans la nature hygroscopique de la surface.

* Toaf 1, pag«8 11 et tutr.

ÉLECTRICITÉ PRODUITE PAR LS8 ÂGTIOlfS MÉCAlflQUES. 55S

A circonstaDces égaies, un disque de verre a une yertu électrique d'autant plus grande, qu'il est plus mince; ce qui tient à ce que les deux surfaces du disque étant électrisées de la même électricité, les deux couches électriques, en vertu de leur répulsion mutuelle, ont d'autant plus de densité qu'elles sont plus rapprochées, et que, par conséquent, l'épaisetur du disque est moindre. M. Riess cite une machine électrique excellente dont le disque de verre a à peine 3 millimètres d'é* paisseur. Il ne serait pas prudent, à cause de sa fragilité ^ d'aller au-dessous de cette limite.

Le disque de verre passe , après avoir été frotté , entre leê pointes de deux mftchoires métalliques faisant partie du conducteur isolé, et qui embrassent le bord du disque aux extrémités de son diamètre horizontal ou vertical. La convenance d'agir ainsi pour soutirer l'électricité sur les deux faces du verre n'est pas parfaitement établie , car si on semble gagner d'une manière directe une plus grande absorption d'électricité, d'un autre côté on aurait, en n'agissant que sur une des faces, une électricité douce d'une plus grande densité sur cette face, par l'influence répulsive de l'électricité de l'autre. Cependant, sauf dans quelques cas particuliers, il est pr^érable de soutirer à la fois l'électricité des deux faces. 11 est important de pouvoir varier la distance entre le disque de verre et la portion du conducteur qui soutire l'électricité, parce que cette distance doit différer soit avec la nature du verre , soit avec le plus ou moins de densité dont on Fîg. ^2.

veut que soit douée l'électricité qui s accumule sur le conducteur. On peut employer, pour obtenir ces variations de distances, le système imaginé par Oertling [fig. 292).

Les coussins doivent avoir avec le sol une communication parfaite , si l'on veut obtenir sur le disque une forte électricité. Quant à leur largeur, si d'une part elle augmente l'étendue de la surface frottée , d'un autre c6té elle a l'inconvénient, quand elle dépasse certaines limites , de faire perdre au disque une

556 SOURCES DE l'électricité.

partie de réiectricité qull avait acquise en augmentant sa surface de contact avec un corps conducteur. Il y a donc un juste milieu à tenir, qui dépend de la nature du verre; il ne faut pas, en général, que la longueur du coussin dépasse 5 centimètres. On doit avoir soin d'éviter, dans la construction des frottoirs, toutes les pointes ou arêtes vives qui auraient Tinconvénienl de soutirer, et, par conséquent, de diminuer l'électricité du disque. C'est vers le bord du coussinet, là où le disque de verre l'abandonne après avoir été frotté, qu'on risque le plus de rencontrer une communication qui ferait perdre une partie de l'électricité. C'est pourquoi Ton place à cet endroit des prolongements de taffetas bien isolant qui recouvrent le disque jusque près des conducteurs, pour protéger son électricité contre la déperdition provenant de l'action de l'air. Comme nous l'avons dit, on recouvre la peau des coussins d'or musif ou d'un amalgame formé d'étain et de zinc fondus ensemble en

Fig. 293.

proportion égale , avec une addition de deux parties de mercure. Le tout, après avoir été agité dans un flacon^ est broyé dans

un mortier en une poudre fine. Avant d* étendre Tamalgame sur les coussins , on les frotte légèrement avec quelques petits morceaux de beurre de cacao. Un coussinet bien amalgamé conserve longtemps son activité électrique , pourvu qu'on ait soin d'en enlever fréquemment la poussière que le plateau de verre y accumule. Il faut avoir soin , avant de mettre une seconde couche d'amalgame sur les coussins, d'enlever entièrement l'ancienne. Il faut aussi nettoyer de temps à autre le plateau de verre lorsqu'il a été sali par l'amalgame, et on se sert pour cela d'éther sulfurique.

Telles sont les principales précautions qu'il faut prendre pour avoir de bonnes machines électriques. Nous terminerons ce paragraphe en en représentant deux, l'une à plateau (flg. 293),

Fig. 294.

l'autre à cylindre (fig. 294), construites avec tout le soin imaginable. Owoiqne, ainsi que nous l'avons vu, la rapidité du frottement n'influe nullement sur la quantité d'électricité produite, cependant il ne faut pas tourner le verre trop lentement.

558 sojmm m L*iiBCT»KiTi.

afin de ne pas donner à réleetricité le temps de se perdre» entre le moment où elle a été produite par le frottement opéré par les coussins et celui où ^e se décharge eontre les conducteurs. La vitesse de rotation est surtout nécessaire ayec la machine à cylindre où il n*y a qu*un frottoir, et où par conséquent il s'écoule un intervalle de temps assez long entre le moment du développement de Télectricité par le frottement du verre et celui où elle est soutirée par le conducteur isolé.

$ s. Uêgmgmmmnt 4e PéleetHelté «»■• le ff^PoiteMent ûm eerps ea woméwm, û— ll«aMee et 4ee yas^—HaelUMC liyAreélectrl^ae.

Lorsqu'un corps en poussière est chassé par un soufflet, le frottement qu'il exerce contre le bout même du soufflet, contre une plaque inclinée qu'il rencontre ou contre un tamis ou une étoffe qu'il traverse, suffit pour développer de l'électricité. Bennet a fait la remarque curieuse que la craie en poudre, lancée par un soufffet contre le plateau de l'électroscope, donne de l'électricité positive si le plateau est à 12 centimètres du soufflet, et de la négative s'il est à 15. Cela tient à ce que la craie éprouve deux frottements : l'un contre le tube du soufflet qui la rend positive, et l'autre contre le plateau de l'électroscope qui rend ce dernier négatif. Suivant la distance, c'est l'une ou l'autre des deux électricités qui l'emporte. De la glace en poudre et de la neige bien sèche lancées par un soufflet donnent de fortes lignes d'électricité. Quand on fait glisser de la limaille métallique contre une plaque unie de métal, on obtient des lignes électriques à cause de la faible conductibilité de la limaille. M. Becquerel, qui a fait une étude toute particulière de ce mode de dégagement de l'électricité, a observé que lorsqu'on projette la limaille d'un métal sur une lame du même métal, celle-ci prend l'électricité positive, et la limaille la négative : VeSei est d*autant plus marqué que la limaille est plus fine et le choc plus rapide. Si la lame et la limaille ne sont pas du même métal, l'efifet de la division du métal se complique de celui qui tient au développement de l'électricité voltalque, qui

ÉLECTRICITÉ PBOI>inTS PAB LSS IGTlOIfS MÉCANIQUES. KS9

a lieu au contact des deux métaux hétérogènes. Ainsi la limaille de cuivre est négative avec deslamesde^inc^deplomby d'étain^ de fer, de bismuth et d* antimoine ; le zinc en limaille est, par contre, positif avec des lames de platine, d'or, d'argent, de cuivre et d'étain ; il est négatif avec des lames de linc, de his» muth, d'antimoine et de fer. Les oxydes métalliques, ainsi que leurs sulfures réduits en poudre, sont négatifs par rapport à leurs métaux. 11 faut éviter que les poussières soient trop ûnes^ car elles s'attachent aux surfaces et empêchent le frottement des parties qui viennent ensuite.

Ces effets sont évidemment liés avec la force d'agrégation, et par conséquent avec la constitution moléculaire des corps; aussi présentent-ils beaucoup d'anomalies tenant précisément à celles qu'offre cette constitution même. Ainsi nous voyons que l'antimoine, qui doit probablement à son mode de cristal* lisation le caractère spécial qu'il joue dans les phénomènes d« cet ordre, est négatif quand il est en lame par rapport à sa limaille, tandis que c'est l'inverse pour les autres métaux. La chaleur, en général, augmente l'intensité des effets, agissant comme le fait ordinairement la division des parties; dans quelques cas, tels, par exemple, que celui où la limaille est de sine, et où les lames sont peu oxydables, savoir, de platine» d or, d'argent ou de cuivre, l'élévation de la température produit une inversion dans la nature des signes électriques, le zinc étant négatif au lieu d'être positif.

Indépendamment des expériences que nous venons de rap« porter, il en est encore un très-grand nombre soit plus anciennes, soit plus récentes, sur les effets électriques produits par les corps en poudre. Ainsi on a étudié l'électricité prise par différentes espèces de poudres transmises à travers des cri-* blés faits avec des tissus de diverses substances organiques; on a remarqué qu'en général les acides solides ainsi que les terres réduites en poudre prennent ainsi cidblés l'électricité négative. On a également étudié l'électricilé développée par le frottemoat des poudres les unes contre les autres. Ainsi on s'est assuré que la cire à cacheter en poudre, frottée avec du soufre en poudre, est positive, et que la poussière de soufre

560 S0URG18 DE l'électricité.

est négative, tandis que les deux poudres également sont négatives, quand elles sont frottées chacune séparément avec de la toile. C*est au moyen des figures de Lichtenberg qu*on constate facilement la nature de l'électricité de chaque poudre. Nous exposerons plus loin quelques expériences de Faraday sur réleclricité développée par le frottement des corps en poudre, au moyen d*un appareil semblable à celui qui lui a servi à l'étude de l'électricité dégagée par le frottement des liquides et des fluides élastiques. Il nous faut auparavant nous occuper de ce dernier point.

Pendant longtemps les essais qu'on avait faits pour obtenir des signes électriques par le frottement des liquides avaient été infructueux, sauf dans le cas où le liquide était du mercure. Voila avait inutilement employé de l'huile, et il avait considéré l'état liquide comme défavorable à la manifestation de ces phénomènes. Cependant, en faisant usage de liquides amenés à l'état de globules très-divisés, soit isolés, soit mélangés avec un courant d'air, on obtint par leur frottement contre des corps solides, des effets électriques très-prononcés ; ainsi l'éther, l'alcool et des résines liquides projetées contre du verre dépoli, le rendent très-positif. On a également remarqué un dégagement de lumière dans la sortie soudaine de l'air très-comprimé du vase où il est renfermé; plusieurs expériences faites en déchargeant des fusils à vent ont donné un résultat semblable. Mais on n'a jamais obtenu la preuve directe que cette lumière eût une origine électrique. Toutefois Wilson avait réussi à électriser de la tourmaline, du verre et de l'ambre, en dirigeant contre ces substances un courant d'air sorti d'un soufflet de forge. Henley et Lichiemberg avaient électrisé de l'ambre et de la cire à cacheter au moyen de Tair chassé par un soulflet ordinaire ; mais le dernier de ces deux physiciens n'avait obtenu aucun effet avec les métaux. Volta n'en avait également obtenu aucun en faisant tourner rapidement dans l'air des métaux» tandis qu*il en avait aperçu quelque faible effet en opérant de même avec des corps isolants. Marx, de son côté, n'avait pu électriser pas plus le verre que les métaux par leur frottement contre l'air. Plus tard Faraday a

ÉLECTRICITÉ PEODVITE PAR LB8 ACTIONS MÉCAmQIiES. 561

parfaitement expliqué ces résultats contradictoires en montrant que des corps solides tels que le bois, le soufre et les métaux ne peuyent être électrisés par leur frottement contre de l*air bien sec, mais ne le sont qu'autant que l'air renferme de l'eau ou quelque autre liquide.

Nous aTons dit que de tous les liquides, celui dont le frotte* ment contre les solides donne les signes les plus prononcés d'électricité est le mercure. Dessaignes, qui a fait un grand nombre d'expériences sur ce sujet, ayait trouTé une grande différence entre les diverses substances quant à leur faculté de s^électriser par une simple immersion dans le mercure. Ainsi Fambre, le soufre, la cire d'Espagne et le verre ne deviennent point électriques par cette simple immersion ; il faut pour qu'ils le deviennent qu'ils soient un peu plus cbauds que le mercure, et que l'immersion soit brusque de manière à produire un choc, tandis qu'avec le papier, le coton dont les particules éprouvent très-facilement un dérangement de position, il suffit d'un léger ébranlement tel que celui qui résulte de l'immersion lente, pour qu'il y ait dégagement d'électricité. Du reste, les résultats obtenus par Dessaignes sont tellement complexes que nous ne nous y arrêtons pas davantage, à cause de la difficulté de bien distinguer les diverses causes qui concourent à leur production.

M. Perego a repris l'étude des faits observés par Dessaignes, en observant avec i^aison que ce dernier physicien avait eu tort de ne s'occuper que de l'électricité acquise par le corps plongé dans le mercure, et nullement de celle que prend ce métal. Pour obtenir cette dernière, il verse un peu de mercure dans un verre à pied et le fait communiquer au moyen d'un électroscope avec un fil de fer; puis il plonge dans le mercure, par une de ses extrémités, la substance qu'il veut éprouver, en la tenant entre ses doigts par son autre extrémité. Tant que la substance reste plongée dans le mercure il n' y a point de signe électrique, mais on en aperçoit au moment où l'on commence à la retirer; ils deviennent plus intenses à mesure que la partie retirée devient plus considérable ; ils sont à leur maximum à l'instant où le corps cesse d'être en contact avec 11. 36

598 sauBOss de l'élegtbigité.

le mercure. L'électricité qu'acquiert le mercure est pœitiTe quaud la substance immergée est d'une nature organique, telle que le papier, la toile, la laine, le drap, la soie, le taffetas, les plumes à écrire et le feutre; elle est très^forte surtout avec ces quatre dernières substances. Le mercure est en général négatif quand les substances immergées sont minérales, telles que le cristal de rocbe, le soufre, le Terre, etc.*; ce* pendant il y a des exceptions. Ajoutons que l'ambre et la cire d'Espagne rendent le mercure très-fortement positif. La température nfodifie dans quelques corps seulement, et non dans toui| la nature de l'éleotricité dont se charge le mercure. Il faut ayoir soin dans ces expériences de bien décharger le merciure entre deux expériences successives, car il risquerait tans cela de conserver de l'électricité, probablement à cause du verre qui, recouvert extérieurement d'une légère couche d'humidité, constitue une véritable bouteille de Leyde, dont le mercure est l'armure intérieure et la couche humide l'armure extérieure.

Le feutre donne dans ces expériences une telle quantité d'électricité au mercure qu'on peut en tirer des étincelles; il en est de même des plumes ; il suffit d'en prendre entre les doigts âx ou sept, et de plonger leurs extrémités barbelées dans le mercure jusqu'au fond du vase, pour qu'en les retirant le mer* cure donne une étincelle. On obtient également un dégagement considérable d'électricité en projetant contre les parois du verre, dont le fond contient toujours du mercure en com<munication avec un électroscope au moyen d'un fil de fer, un jet de mercure provenant d'une masse de mercure contenue dans un autre verre à pied. L'expérience réussit mieux quand on a soin de chauffer préalablement le verre afin de chasser toute l'humidité. Au reste, on peut constater le fort dégagement d'électricité qui résulte du frottement du mercure contre le verre, en observant la lueur qui se manifeste dans le haut d*un baromètre dont on fait mouvoir légèrement la colonne de mercure, ou dans un (ube de verre fermé et vide d'air qui renferme un peu de mercure, qu'on agite en lui faisant parcourir vivement l'intérieur du tube de l'une de ses extrémités à l'autre.

Yenons-en maintenant au dégagement considérable d*éléctiioité que peut produire le frottement de Teau contre les corps solides, dégagement qui sert de base à la machine hydro-électrique. La production de Télectricité par cette machine a été découverte avant qu'on en connût la cause*, et même on Ta attribuée à une cause toute différente de la véritable. C'est M. Armstrong qui l'observa le premier dans l'usine de Sighill, près de Newcastlc. Un mécanicien ayant un jour mis accidentellement l'une de ses mains dans le jet de vapeur d'une chaudière à haute pression , tandis que l'autre était occupée à ajuster un poids au levier de la soupape, fut fort surpris (Je voir passer entre le levier et sa main une étincelle brillante, et de sentir en même temps dans ses bras une violente secousse. Il obtint le même effet en touchant une partie quelconque de la chaudière , ou toute pièce métallique en communication «Tec elle. M. Armstrong analysa avec soin tous ces effets ; il constata dans cette expansion subite de la vapeur, la production d'une forte électricité positive dont la vapeur était chargée; il ne trouva pas d'aï)ord d'électricité négative dans le oorps même de la chaudière, ce qui tenait à ce qu'elle n'était pas isolée; car plus tard en l'isolant, il en obtint des signes prononcés. Plusieurs autres physiciens répétèrent et varièrent les expériences d' Armstrong; mais partant, comme lui, du principe que le dégagement de l'électricité était dû à l'expansion de la vapeur, principe erroné, comme nous allons le voir, ils n'ajoutèrent rien de bien important aux recherches du premier observateur. M. Peltier seulement en prit occasion pour faire des expériences curieuses que nous décrirons plus tard, sur l'électricité qui accompagne la vaporisation de l'eau saturée de différents sels, croyant voir là, d'après quelques résultats décrits par Armstrong, la cause de l'électricité dégagée avec les chaudières.

C'est à M. Faraday qu'on doit d'avoir découvert et bien établi la nature de cette cause, à la suite d'une analyse expérimentale, remarquable comme toutes celles qu'a produites l'illustre physicien. Son appareil consistait dans une simple chaudière cylindrique isolée sur trois blocs de laque et munie

564 !9Û1]RCB8 DE l'ÉLBCTEICITÉ.

d*un luyau de 1^-, 52 de longueur (âg. 295] qui portail à son extrémité un grand robinet et une sphère de métal creuse

Fig. 296.

Fig. 295.

de 63 centimètres cubes de capacité. Cette sphère, appelée globe de vapeur^ était percée d'une autre ouverture à laquelle on adaptait les appareils de formes diverses devant servir h rissue de la vapeur; ces pièces étaient assez petites par rapport au globe et au tuyau qui le faisait communiquer avec la chaudière, pour qu'on pût considérer le globe et le tuyau

comme faisant partie de la chaudière , et pour que les pièces — elles-mêmes offrissent à l'issue de la vapeur un obstacle suffisant pour occasionner un frottement considérable. Une des pièces se composait (fig. 296) d'uni tube métallique évasé en entonnoir, et d'un cône qu'une vis faisait avancer plus ou moins dans l'entonnoir, de sorte que la vapeur en sortant frottait contre le cône ; on pouvait du reste isoler ce cône, ou le mettre en communication électrique avec l'entonnoir et la chaudière. Une autre pièce (fig. 297) consistait en un tube muni d'un robinet et d'un canal alimen* taire fixé au-dessus de ce tube , ce qui permettait d'introduire tout autre liquide dans le courant de vapeur, de manière qu'il fût entraîné avec lui. Enfin une dernière pièce (fig. 298) renfermait une petite chambre cylindrique C destinée à re-

Fîg. 297.

ÉLECTRICITÉ PRODUITI PAR LES ACTIONS BfÉCANIQUES. 565

cevoir différents liquides, de façon que la vapeur en sortant du globe à vapeur, se mêlait en entrant dans cette chambre plus ou moins avec le liquide qui s'y trouvait, et venait ^ Jlf ^T3 fe—

ensuite frotter contre le ^^ ^" '^^

cône ou toute autre pièce ^ ^^^

qu on pouvait y adapter. Les

expériences ont toutes été faites avec de la vapeur dont la force élastique a varié entre 7 et • d'atmosphère, sans jamais dépasser cette dernière pression. L'électricité de la chaudière était perçue soit au moyen d'un électroscope à feuilles d'or, soit au moyen d'un électromètre à décharge. Pour observer l'électricité de la vapeur, il fallait faire passer celle-ci à travers un tube isolé garni intérieurement de diaphragmes de toile métallique, ou en plaçant sur le trajet de la vapeur des fils ou des plaques d'une substance conductrice. En général, c'est l'électricité acquise par la chaudière que M. Faraday a toujours perçue.

Il est d'abord facile de constater que l'électricité produite n'est due ni à la vaporisation ni à la condensation. On n'a, pour cela, qu'à enlever subitement la soupape lorsque la vapeur se trouve sous la plus forte tension, et il ne se produit pas du tout d'électricité, quoique la vaporisation soit considérable. On peut également démontrer que l'issue de la vapeur seule ne suffit pas pour développer de l'électricité, mais qu'il faut la présence de l'eau à l'état liquide. Ainsi, tant que le globe à vapeur est vide d'eau et peut recueillir celle qui résulte de la condensation de la vapeur qui y arrive dans les premiers moments de l'opération, la vapeur, en s'échappant, ne produit pas d'électricité ; mais dès que le globe est assez rempli pour que le reste de l'eau qui se condense soit entraînée par la vapeur, il se dégage beaucoup d'électricité. L'électricité est donc entièrement due au frottement des particules d'eau que la vapeur entraîne, contre les parois solides des conduits ou contre les obstacles, comme le cône (fig. 296), qui lui sont opposés à dessein. Seulement il est nécessaire qu'elle soit pure; il suffît qu'elle renferme en dissolution une proportion d'un sel ou d'un acide ({ui la rende meilleure conductrice pour que tout

566 S0UBG£8 DE L*ÉLSGTEIClTi,

effet électrique disparaisfie. Ce résultat tient évidemment à ce que, lorsque Teau devient meilleure conductrice, lea deux électricités, dégagées lors de son frottement contre les corps solides, dont Tune reste dans ces corps, ôt l'autre passe dans Teau elle-même , se recombinent immédiatement. Il suffît, pour constater ce fait important, de mettre dans le globe à vapeur un petit cristal d'un sel tel que le sulfate de soude ou une petite goutte d'acide sulfurique, qui se mêlent à l'eau que la vapeur entraîne : il n'y a plus de dégagement d'électricité; et dès qu'après avoir enlevé ces substances on remet de l'eau dis* tillée dans le globe à vapeur, le dégagement recommence.

Pour déterminer l'influence de la substance contre laquelle vient frotter l'eau, il faut faire usage de cônes (&g. 296) de diverses espèces, qu'on peut isoler à, volonté. On a fait successivement usage de cônes en cuivre, en buis, en hêtre, en ivoire, en soufre, en caoutchouc, en cuir verni, etc.; tous sont devenus négatifs pendant que le jet de la vapeur prenait Télectriciié positive. Un très-grand nombre d*autres substances prises à l'état de fils, ou de simples fragments, furent tenus dans le jet de vapeur au moyen d'un isolateur, et mis en même temps en communication avec un électroscope à feuilles d'or; toutes furent négatives à des degrés différents, degrés tenant, en grande partie probablement, à leur pouvoir conducteur, qui facilitait plus ou moins la recomposition immédiate des deux électricités*

Il est des substances, telles que l'ivoire, qui développent trèspeu d'électricité parle frottement de l'eaju; aussi, quand on fait passer la vapeur par un tube d'ivoire, la chaudière se charge à peine d'électricité, et le courant de vapeur n'est pas non plus sensiblement électrique. Cela prouve, encore mieux que tout le reste, que ce n'est pas la vaporisation qui produit l'électricité. Du reste, ce jet neutre sert à étudier Teffet des substances en fils ou en fragments qu'on y place, et c'est avec un semblable jet qu'on a opéré plus haut.

L'eau prend donc toujours Télectricité positive dans son frottement centre les corps solides. Il était intéressant de rechercher quel effet produiraient d'autres substances que l'eau,

ÉLECTRICITÉ PIOBDITE PAR LIS ACTIONS MÉCANIQUES. tf67

en faisant transporter leurs particules par un courant 4e va* peur. En se servant de Tappareil (fig. 297), et en remplissant la chambre qui surmonte le robinet d'essence de térébenthine^ de manière à pouvoir en introduire à volonté dans le passage de la vapeur, on trouve, en laissant pénétrer de cette assenée, que rélectricité de la chaudière, qui était négative quand la vapeur d*eau passait seule, devient immédiatement positiva dès que le jet de vapeur peut entraîner des particules d^ea* sence de térébenthine ; et le jet lui-même devient négatif de positif qu*il était. En fermant le robinet qui donnait issue à l'essence, au bout de peu d'instants les dioses reviennent à l'état normal, parce que la vapeur a bientôt chassé les particules d^essence qui étaient restées et qui ne se renouvellent plus. Les différentes espèces d'huiles et les résines dissoutes donnent les mêmes résultats. Quelques liquides, tels que le naphte en par* ticulier, donnent des résultats variables qui tiennent probable* ment à ce qu'ils peuvent adhérer au corps frotté et changer ainsi sa nature, tandis qu'il faut qu'ils soient emportés par le courant de vapeur.

11 est assez remarquable que, même en très-petite quantité, l'huile, l'essence de térébenthine et la résine dissoute peuvent changer le pouvoir excitateur de l'eau, ce qui tient à ce que les globules d'eau se recouvrent probablement, par l'effet de l'agi*tation de la masse, d'une couche superficielle de ces substances, de la même manière qu'une goutte d'huile mise sur Teau s'étale immédiatement sur toute la surface en y formant une pelliouli» Mais cette facilité des globules d'eau à se recouvrir ainsi d'une pellicule huileuse dépend de leur pureté; aussi la pellicule d'huile ne peut pas rester longtemps sur la surface d'une eau alcaline qui la dissout, tandis que la pellicule d'essence de térébenthine y persiste.

Après cette étude de l'influence de la vapeur, qui lui avait démontré qu'elle n'exerce aucun effet par elle-même ^ mais seulement parce qu'elle est un agent mécanique qui entraîne les particules par lesquelles le frottement est exercé, Faraday entreprit quelques expériences sur l'air comprimé, en se servant d'un fort vase en cuivre de 912 centimètres cubes àa ctpa-

568 S0UBC18 DE L'ÉL£GTEI€lTi«

cité, muni de deux robinets : Tun servant à l'entrée de l'air, l'autre à sa sortie. Quand Tair n'ayait pas été desséché et qu'on le laissait échapper subitement contre le c6ne de cuivre ou de bois, il rendait ce cône négatif, effet dû évidemment aux particules d'eau condensées par le froid provenant de la dilatation de l'air : ces particules, du reste, étaient visibles dans le brouillard qui apparaissait et dans Thumidité qui recouvrait la surface du bois et du métal. Mais avec de Tair pvrfaitement sec on n'obtenait aucun effet, preuve que ni l'air ^u/, ni la vapeur seule f ne sont capables d'électriser les corps par le frottement.

En adaptant au réservoir où l'air est condensé l'appareil de la figure 298, on peut, en mettant dans la boite C ces différentes substances, constater VeSet qu'elles produisent en étant entraînées par le courant d'air; c'est ainsi que la poudre de soufre rend négatif le cône de métal» celui de bois et celui de soufre, que la résine en poudre rend négatif le cône de métal, mais positif celui de bois, que l'amidon rend le bois négatif, que la silice en poudre très-fine rend le métal et le bois fortement positifs. Il est assez curieux que le soufre et la silice en poudre prennent des états électriques contraires à ceux que ces deux substances affectent quand elles sont en masse, du moins quand le frottement a lieu au moyen de la forte impulsion que leur imprime le courant d'air qui les entraîne. Toutefois il y aurait même bien des expériences à faire sur ce sujet, quoiqu'il résulte évidemment de l'exposition que nous venons de faire qu'il n'y a d'électricité développée par le frottement qu'autant que les corps frottés sont tous deux solides, ou l'un solide et l'autre liquide, et que le frottement des particules gazeuses contrôles solides ne dégage point d'électricité.

Ajoutons, avant de terminer ce paragraphe, que la découverte d'Armstrong a donné naissance à la construction d'une machine électrique très-puissante qui a été nommée hydroélectrique^ et dont il nous reste à donner la description sommaire.

Cette machine se compose 1^ d'une chaudière & vapeur a, isolée (fig. 299) ; d'une boite réfrigérente 6, de trois becs d'échappement c et d'un conducteur d.

ÉLECTRICITÉ PBODUITS PAR LK8 ACTIONS MÉCAIflQDIS. 560

La chaudière a environ 8 décimètres de longueur et 4 de diamètre; elle est à foyer intérieur;/ est la porte du foyer; g

la cheminée ; on a coutume de la chauffer au charbon de bois; elle est isolée sur les quatre colonnes de verre v^ qui sont ellesmêmes portées sur un cadre à roulettes u; s soupape de sûreté ; r robinet pour donner issue à la vapeur et mettre l'appareil en expérience; lorsqu*on Touvre, la vapeur passe d*abord dans le tube t^ et de là se distribue dans trois petits tubes qui traversent en ligne droite la boite réfrigérente, et arrive au bec d'échappement qui termine chacun de ces tubes.

La boite réfrigérente b contient de Veau à la température ordinaire ; mais son niveau n'est pas tout à fait assez élevé pour qu'il touche aux tubes à vapeur; seulement des mèches de coton I posées sur ces tubes et plongeant par leurs deux extrémités dans l'eau de la boite, se mouillent par capillarité , et refroidissent ainsi à un certain degré et les tubes et la vapeur à laquelle ils donnent passage. Les vapeurs qui se produis

K70 SOURCES DB L*ÉLEeTRIGITi.

sent dans la botte se rendent dans la cheminée par le lube^.

Le bec d'éebappement est la pièce essenlielle, c'est de sa construction que dépend la puissance électrique de la machine ; après divers essais, M. Armstrong s* est arrêté à la disposition

^^^p^ jggi qui est représentée dans la fi-

ID^^^â HS^^^^^B ^"^® ^^' ^^^® ^® ®^^ extré- ^^^^^ ^^^^^^^^8 ^l^f'^^^be à Tapeur s'élargit ^^■^'^'^^*^^ en cône, et dans ce cône on in- Fig. 300. troduit une pièce qui se com-

pose d'un tronc de cône de bois de perdrix p, dont la petite base fait corps avec la pièce de métal m. La vapeur arrivant directement contre le métal, ge brise ; elle est forcée de gagner la fente, et là, se brise de nouveau pour passer dans l'orifice de grandeur convensdble qui est dans l'axe du tronc du cône de bois de perdrix; l'anneau à vis n oe sert qu'à tenir solide* ment le bec d'échappement.

En traversant la boite b^ le refroidiBtement a produit quelques fines gouttelettes 4*eau qui ^opt emportées par la vapeur, et c'est le frottement de ces gouiles contre le 'bois de perdrix qui développe l'électricité, comme nous l'a démontré l'analyse que M. Faraday a faite de ces phénomènes. Ainsi les gouttes d'eau composent le corps frottant, les parois du bec le corps frotté, et la vapeur n'est que l'agent ou le moteur qui détermine une frietion rapide.

Le conducteur dala, forme qui est représentée sur la figure; il prend l'électricité à la vapeur ; il est lui-même isolé, et c'est sur la boule k que l'on va tirer l'étincelle.

On voit encore un autre tube d'échappement xy, qui est destiné à introduire diverses substances pulvérulentes sur le chemin de la vapeur, afin d'étudier, leur influence sur la nature et sur la quantité d'électricité produite, comme l'a &it Faraday.

Ce qui distingue surtout les machines hydro^électriques des machines ordinaires, c'est )a grande quantité d'électricité à haute tension qu'elles produisent. Une petite chaudière contenant seulement 36 litres d'eau peut donner 4 à 5 étincelles par seconde de 12 à 15 centimètres de longueur. Les grandes chaudières donnent des résultai quatre à ainq foia plus f^.

ÉLECTRICITÉ PEOmiITI PAR LS8 A£Tl(W$ BIÉGANIQUES. 571

 C6rtains égards , ee^ machines semblent réunir les avantages des machines ordinaires à forte tension et ceux des appareils voltalques dont les effets dépendent principalement de la quan^ tité d'électricité développée à chaque instant.

A côté de ces avantages, les machines hydro-^éleetriques ont l'inconvénient de ne pouvoir servir aux usages journaliera, parce qu'elles exigent, pour donner des effets sûrs et énergi* ques, des préparations et des soins particuliers. Il est vrai que les circonstances atmosphériques ne les influencent pas au même degré que les machines ordinaires ; au contraire la cha* leur qui émane du foyer et de la chaudière rend les soutiens de verre très-isolants et empêche même» quand on se sert pour le chauffage d'un charbon dépourvu d'humidité, la fuite de l'électricité par le courant d'air chaud provenant de la combus* tion. Mais, d'un autre côté, on est obligé, afin de porter la vapeur à la pression requise de 5 à 6 atmosphères, d'entretenir le chauffage pendant plusieurs heures ; il est nécessaire d'en* lever toutes les impuretés de l'intérieur de l'appareil , en y faisant préalablement chauffer une solution de potasse qu'on laisse échapper à travers les t\ibes, puis en lavant avec de l'eau de pluie très -propre. En outre, il est bon de renouveler, à l'aide d'un coup de lime, l'état intérieur des tubes de bois dont la texture superficielle se ramollit et se détériora par la vapeur chaude. Enfin, pour obtenir de puissants effets, on a trouvé de l'avantage à maintenir la chaudière plusieurs jours en acti« vite, en la chargeant et la préparant chaque jour de nouveau.

émmM mmwjfB |i#bii «ontaeleiv**

Le frottement de deux corps bons conducteurs ne peut pas donner lieu à un dégagement d'électricité à l'état de fusion. L'un des corps aurait beau prendre dans le frottement l'électricité positive et l'autre la négative, qu'aucun signe de l'une ou de l'autre de ces deux électricités ne serajt perceptible. En effet, jamais on ne peut séparer assez promptement les deux corps frottée l'up d^ V«utre pour qw > recowpoiUioa

572 80DBCE8 DE l'ÉLECTEICITÉ.

immédiate des deux principes électriques accumulés séparémeut sur chacun d*eux , n*ait lieu auparavant. Pour mettre en évidence le développement d*électricité qui accompagne le frottement de deux bons conducteurs tels que deux métaux» il faut eihployer le moyen imaginé par M. Becquerel. On soude à chacun des bouts d'un multiplicateur à fil court une plaque d'un métal différent; on passe chaque bout dans un bouchon de liège évidé de manière à enchâsser dedans la soudure et une partie de la plaque ; on mastique celle-ci au bouchon au moyen duquel on la tient, afin de ne pas l'échauffer par le contact de la maiUy et qu'en passant simplement l'une des plaques sur l'autre, il n'y ait aucun effet produit à cause de l'égalité do température. Mais dès qu'on les fait glisser légèrement avec frottement l'une sur l'autre, chacune d'elles prend une électricité contraire dont la recomposition, pouvant se faire en partie par l'intermédiaire du fil du multiplicateur, donne naissance à un courant électrique. Yoici un tableau de différents corps classés dans un ordre tel que chacun d'eux est négatif par rapport à ceux qui le suivent, et positif par rapport à ceux qui le précèdent ^ Bùmuih, palladium^ platine, plomb^ étain^ nickel^ cobalt^ cuivre, or, argent^ iridium^ zinc^ fer, cadmium^ arsenic^ antimoine, anthracite^ peroxyde de manganèse. On est immédiatement frappé, en jetant les yeux sur ce tableau, que Tordre des métaux est exactement le même que celui de leur pouvoir thermo-électrique , et cependant il est facile de s'assurer que l'élévation de la température qui peut résulter du frottement n'est point la cause de l'électricité dégagée. En effet, si l'on se sert de deux cylindres d'un décimètre de longueur, l'un de fer, l'autre de cuivre, et qu'on les frotte de façon que les mêmes points du premier parcourent continuellement toute la surface du second , ces points s'échauffent davantage que la dernière surface, et eependant on obtient le même courant électrique quant au sens ou à l'intensité que dans le cas inverse où l'on

*" Cette manière de classer les métaux Indique que le courant produit par deux métaux tels que bismuth et antimoine, frottés ensemble, va de celui qui est placé le second dans l'ordre ( Tantlmelne), à celui qui est le premier à traTers le fil du laWanoniètre, on de premier an «eoond à travers leor point de contact

frottait la surface du premier métal .avec les mêmes points du second. Aiusi le {dus ou moins de chaleur dégagée n'exerce aucune influence sur le phénomène. Le point essentiel pour avoir le plus d'électricité possible, c'est de séparer, aussi promptement qu'on le peut, les parties frottées, tout en maintenant le contact f afin d'empêcher la plus grande proportion des deux électricités de se recombiner immédiatement sans passer par le fil du galvanomètre.

M. Gaugain avait cru trouver dans la presque égalité qu'il a observée entre l'intensité de l'électricité développée par le frottement et celle de l'électricité dégagée dans les mêmes circonstances par une élévation de température égale à celle que ce firottement détermine, une preuve que le courant électrique est dû également dans les deux cas au réchauffement et que le frottement n'agit qu'indirectement en produisant ce réchauffement. Mais depuis qu'il a été bien constaté que la chaleur n'agit elle-même dans la production des courants thermoélectriques que par les changements moléculaires qu'elle détermine, il est bien plus naturel de voir dans le frottement un moyen direct de produire ces changements. Quant à l'égalité d'effet observée par M. Gaugain, elle provient de ce que les courants électriques étant dus à l'arrangement et à la nature relative des particules des corps en contact, leur intensité doit être la même, quelle que soit la cause qui agisse sur ces corps, pourvu qu'elle agisse avec la même puissance et que les corps restent les mêmes.

Yoici, du reste, encore une expérience de M. Peltier, qui démontre que le plus léger changement dans la position d'équilibre des particules d'un circuit métallique fermé suffit pour produire un courant et par conséquent pour troubler l'équilibre des forces électriques. On forme un grand cercle avec un fil de cuivre non recuit mis en rapport avec un galvanomètre multiplicateur à fil court ; on a soin de soutenir ce cercle de distance en distance par des supports ; puis on le place alternativement dans le méridien magnétique, dans un plan perpendiculaire à ce méridien, ou dans une position intermédiaire, afin de pouvoir tenir compte de l'action inductive du magné-

574 SOVRCM ht L'ilAGTRIOlTÉ.

tisme terrestre. L'équilibre de température étant bien établi, on soulève ou Ton abaisse une partie du fil; il se forme alors des fleiions qui ne peuvent avoir lieu sans un déplacement de particules, et, par suite^ sans qu'il y ait un courant électrique. Il arrive quelquefois qn'il n'y a aucun ^et produit; cela a lieu probablement quand il se développe deux courants égaui et dirigés en sens contraire de chaque côté du point ébranlé. Lorsque cette circonstance se présente^ il faut écrouir quelques portions i^'un côté de Tare au moyen de la percussion et de la torsion, ota bien les faire recuire. Cette cause d'inégalité suffit pour faire naître le courant par la simple flexion du fil. Les courants ne peuvent être attribués à l'induction terrestre, puisqu'ils se manifestent quelle que soit la position du circuit par rapport au méridien magnétique. Quant au sens du courant, il tient à des différences dans l'état moléculaire dont il est impossible de se rendre compte. Il faut , du reste , si peu dé* ranger l'état moléculaire des corps pour troubler leur équilibre électrique, qu'on peut obtenir un courant de direction variable en frottant simplement le fil entre les doigts ou avec du drap ; on peut le provoquer encore en le tirant à la filière après avoir eu soin de mettre ses deux bouts en communication avec le fil d'un galvanomètre multiplicateur.

Plus tard, M. Sullivan a réussi également à obtenir une légère déviation de l'aiguille d'un multiplicateur en réunissant les extrémités du fil de l'instrument par un fil formé de deux bouts consécutifs, l'un de laiton, l'autre de fer qu'il faisait vibrer, après l'avoir tendu de manière à lui faire rendre un son musical. Le courant cessait immédiatement avec la vibration, preuve que la chaleur qui aurait pu se dégager pendant la vibration ne concourt en rien au phénomène, puisqu'elle n'aurait pas pu disparaître Instantanément. Avec un barreau d'antimoine soudé à un barreau de bismuth, de manière à former ëa tout une barre de 25 centimètres de longueur sur 10 millimètres de largeur et 7 millimètres d'épaisseur, l'eflFét est prononcé; il suffit pour mettre la barre en vibration de la frapper avec un morceau de fer, une lime par exemple. L'amplitude des déviations, soit Tintensité du courant dévelo{^)

paraissent dépendre de la manière dont les vibi*ation8 se propagent le long du fil. Il n^est pas nécessaire que la barre soit composée de deux métaux de nature différente pour obtenir par la vibration un courant électrique; il suffit que sa texture ne soit pas homogène. Ainsi on obtient un effet sensible avec une barre de fer dont une portion est d*un fer dur et cristallisé, l'autre d'un fer doux et fibreux. Ces résultats démontrent d'une manière évidente l'influence directe des mouvements moléculaires sur la production de l'électricité.

Enfin des expériences de M. Ërmann montrent bien le rapport et partant ainsi l'indépendance qui existe entre le frottement et la chaleur dans la production des courants électriques. Ce physicien a trouvé, en combinant différents groupes de métaux de manière à en faire des couples thermo- électriques, qu'un frottement exercé à leur point de contact produit le même effet qu'une addition de chaleur appliquée au même point, c'est-à-dire détermine un courant si la température du point de contact est la même que celle du milieu ambiant, et augmente l'intensité du cotirant déjà existant si cette température est plus élevée. Cet effet, que Ermann appelle tribo-thermique, n'est semblable ni à celui de la chaleur de conductibilité ni à*celui de la chaleur rayonnante. Sa production lorsque le frottement commence, et sa disparition quand il cesse, sont entièrement indépendantes de la durée de Taction qui lui donne naissance. Le physicien allemand semble croire que ces phénomènes tiennent à un genre particulier de vibration moléculaire excitée exclusivement dans les points frottés et se répandant dans le milieu conducteur aussi instantanément que le fait l'électricité.

S 4L HéffsffVMent 4e rélMtrlelié 4abp 1m Actlras méeMlf|«et Attires fiae }• Arettement.

Le frottement n'est pas h'Seule action mécanique qui soit une source d'électricité. Toute cause qui détermine un mouvement moléculaire dans un coq^s solide en produit. Ainsi il suffît de couper par un corps tranchant, de limer ou de racler divers

576 flOtBCE8 D£ L'iLECTEIGlTÉ.

corps tels que la gomme laque» le soufre, la résine, la cire, le suif, du chocolat, etc., pour que les fragments en tombant sur un électroscope, le chargent d* électricité et même donnent des étincelles, et les fragments détachés sont positife. Il suffit de légères difiérences dans le mode de désagrégation pour faire varier la nature de Télectricité. Ainsi avec un couteau non aiguisé, le bois de hêtre chauffé donne des fragments positifs, et il en donne de négatifs quand il est froid; avec un couteau aiguisé les fragments sont négatife dans les deux cas également. De même quand on racle de ]a cire à cacheter avec des lames métalliques bien aiguisées, les parties détachées sont négativesi tandis qu*elles sont positives quand le tranchant est émoussé. Le nombre des fiûts de détail, décrits par différents expérimen* tateurs sur ce sujet, est tellement considérable qu'il sufBt d*en énoncer quelques-uns pour en comprendre l'importance, d'au-» tant plus qu'on ne les a pas rattachés encore à aucune loi géné^ raie. Nous nous bornerons donc à insister sur la production de l'électricité dans une espèce de désagrégation très-remarquable, celle qui a lieu dans le clivage des cristaux. C'est encore à M. Becquerel qu'on doit l'analyse de ce mode de dégagement de l'électricité.

Lorsque Ton clive rapidement une lame de mica dans l'obscurité, on aperçoit toujours une faible lueur phosphorique dont la cause a été un mystère jusqu'à ce qu'on ait fait l'expé* rience en fixant une tige isolante à chacune des faces opposées de cette lame, afin de pouvoir séparer les deux faces et les présenter à un électroscope. On trouve alors que chacune des faces séparées possède un excès d'électricité contraire, dont l'intensiîé est d'autant plus grande que la séparation a été plus rapide. Ce phénomène ayant toujours lieu, quelque mince que soit la lame de mica, ou peut en conclure qu'il se reproduirait encore à la limite, c'est-à-dire s'il était possible de séparer l'une de l'autre deux molécules. Ces faits prouvent deux choses :

l"* Que les molécules possèdent au moins deux faces douées de facultés différentes; car, sans cela, on ne voit pas pourquoi une des lames donne une électricité et l'autre lame l'électricité contraire ; 2* que chacune de ces faces manifeste une polarité

ÉLECTBICITÉ PROmnTE PAB LIS ACTIONS MÉGANIQUES. 577

électrique à TiDStaDt où Ton détruit la force d'agrégation. Les actions chimiques, comme nous le prouverons, conduisent au^c mêmes conséquences.

Le mica n'est pas la seule substance qui possède la propriété électrique de clivage, nous la retrouvons dans le talc feuilleté du Saint-Gothard, ainsi que dans toutes les substances cristallisées rangées parmi les corps mauvais ou médiocres conducteurs. On peut donc poser en principe que toutes les fois que Ton sépare deux molécules en contact, chacune d'elles emporte un excès d'électricité contraire, pourvu toutefois que les corps auxquels elles appartiennent ne soient pas tellement bons conducteurs que la recomposition des deux électricités devenues libres, suive immédiatement leur séparation.

Pour réussir dans ces expériences, il faut enlever aux cristaux la couche d'eau hygrométrique qui adhère ordinairement à leur surface, et porter rapidement les parties séparées à l'électroscope.

Deux lames de mica détachées du même cristal, rapprochées l'une de l'autre et légèrement pressées jusqu'à les faire adhérer, sortent de la compression chacune avec l'état électrique qu'elle possédait à l'instant du clivage. L'effet est particulièrement marqué quand on élève légèrement la température de celle des lames qui possédait l'état négatif en sortant du clivage.

Il est facile d'expliquer maintenant pourquoi l'on ne peut recueillir d'électricité libre quand on broie, dans un mortier d'agate, des cristaux de substances conduisant mal l'électricité^ car il y a recomposition immédiate des deux électricités contraires dégagées sur deux lamelles contiguës. C'est par le même motif que l'on n'obtient aucun effet électrique lorsqu'on brise des corps cristallisés irrégulièrement ou formés de parties groupées confusément, comme des tubes de verre, des bâtons de gomme laque, etc., etc. — On conçoit de même pourquoi l'on n'observe aucun signe d'électricité libre dans le clivage d'un cristal conducteur de l'électricité, comme la galène, les pyrites et autres, attendu que la vitesse de séparation ne peut jamais être assez grande pour empêcher la recomposition des deux électricités à l'instant où elles se séparent. A défaut d elec- 11. ' 37

57^ Mwvas n h'tiMiWumt,

imiié libre, on pourrait constater la préa«Qoe de oet agent au moyen des effets électriques de mouyeroent; à cet effet» le cristal devrait être mis en communication par deux poioli avec les bouts du fil d'un galvanomètre. Il est infiniment probable qu'en clivaiU rapidement le cristal» les deux électricités provenant de la destruction de Valtraction moléculaire, produiraient, en sui* vaut le fil pour se recombiner, un courant qui réagirait sur Taiguille aimantée.

Les effets électriques qu'on obtient dans la solidification des corps fondus tiennent, comme les précédents, à une désagré^ gation, c'est-à-dire à la destruction de Vattraction moléculaire entre deux substances soit homogènes, soit hétérogènes. Ainsi, si Ton verse dans un verre conique préalablement chauffé, du soufre en fusion, et que Ton plonge dedans, avant qu'il soit refroidi, un tube de verre, on trouve, après la solidification, que, lorsqu'on enlève le cône de soufre, le vase de verre possède un excès d'électricité négative et le soufre un excès d'électricité positive. Le chocolat, l'acide phosphorique après leur solidification dans un verre donnent des effet» semblables. M. Gay-^ Lussac a remarqué que l'adhérence des corps entre eux d'abord^ puis leur séparation par Tinégalité de leur retrait, comme cela a lieu entre le verre et le soufre, sont des conditions indispen* sables pour que l'on obtienne de l'électricité après la fusion et la solidification d'un corps* Ainsi les métaux qui ne réunissent point ces conditions n'en manifestent aucune trace après leur solidification dans du verre. M. Gay'^Lussac conclut de ces ob* servations et de quelques autres encore que la congélation, soil la solidification n'est nullement, comme on l'avait cru» une source d'électricité, mais qu'elle n'est qu'un moyen de produire dans quelques cas une désagrégation moléculaire qui est ellemême la cause de l'électricité dégagée.

M. Boettiger est arrivé à la même conclusion que Gay-Lussae, en amenant à l'état de fusion dans un creuset de platine du sulfate double de cuivre et de potasse. 11 n'a pas observé la moindre trace d'électricité pendant Tacte de la cristallisation ; mais le creuset manifestait des signes d'électricité positive dès que le sel se contractait en pétillant et en se détachant du

ÉLSCTRICITÉ PtODinn flB LIS ÀCTR»f8 lfÉGÀMIQU£8. 576

Biélal. Il résulte de toatos ces expériences qa'il faut nécessairiment une iéparttion violente de la mane fondue d'a?ec les panne du Tase qui la renferme, pour qu'il y ait dégagement d'éteciricité.

C*e8t évideoiment à Télectricité qui accompagne tout ehan^ gement dane la position relative des particules que sont dus les phénomènes lamineux qui se manifestent dans la cristallin sation de certains corps, et dont M, Henri Rose a fait une étude toute particulière. L* acide arsénieux est la première substance sur laquelle on ait obsenré une phosphorescence lorsque de Tétat vitreux il passe àUétat opaque en cristallisant. M. Rose a étendu Tobservation aux sulfates de potasse et de soude et à d'autres sels encore. Mais il a remarqué que la lumière qui accompagne la cristallisation dépend beaucoup des circonstances dans lesquelles a lieu cette cristallisation, et en particulier du milieu dans lequel le sel se dissout, ce qui influe, en effet, sur la posi^ lion relative des particules.

Le simple écartement des particules, tel qu'il a lieu dans les oorps élastiques comprimés au moment où la pression cesse, peut aussi, sans qu'il soit nécessaire qu'il y ait désagrégation, dtre accompagné d'un développement d'électricité. Ainsi Libes a obeervé le premier, qu'en posant sur un disque de bois recouvert de taffetas enduit d'une couche de résine élastique, un disque de laiton fixé à un manche de verre, avec la précaution de ne lui faire éprouver aucun frottement , si l'on presse légè^ rement le taffetas gommé, le disque de métal prend un excès asses considérable d'électricité négative ; les effets sont inverses en pressant avec frottement ; des disques d'argent, de xinc, etc., ont donné des effets semblables. Cette différence entre les effets de pression et ceux de frottement est des plus remarquables, et n'a pu être expliquée jusqu'ici qu'en admettant que le rapprochement des particules libère l'électricité opposée à celle qui est dégagée par leur éeartement.

Plus tard , Haûy trouva qu'un cristal de spath d'Irlande et quelques autres substances minérales jouissent de la propriété de devenir électriques par la simple pression des doigts; mais cette propriété n est pas aussi restreinte qu'il le pensait, car.

580 SOURCES m l'électricité.

ainsi que Ta prouvé M. Becquerel y elle appartient à tous les corps, même à ceux qui sont conducteurs, pourvu qu'ils soient isolés. Pour mettre le fait en évidence, on forme, avec les substances que Ton veut essayer, des petits disques d'une épaisseur de quelques millimètres que Ton adapte à des manches parfaitement isolants; on prend un manche dans chaque main , et Ton presse les disques l'un contre l'autre; après les avoir retirés du contact , on les présente au disque de clinquant de Télectroscope de Coulomb préalablement électrisé; on trouve alors que les deux corps possèdent une électricité contraire, pourvu toutefois que le corps soit mauvais conducteur; le liège et le caoutchouc, pressés l'un contre l'autre , donnent le premier l'électricité positive, le second l'électricité négative.

Les substances minérales cristallisées ayant un aspect vitreux, telles que la chaux sulfatée, la chaux fluatée, la baryte sulfatée, prennent l'électricité positive quand elles sont pressées avec le disque de liège. Des fruits, tels que l'orange, comprimés par un disque de même nature , lui communiquent , au contraire, un excès d'électricité positive ; à mesure que le fruit se dessèche et perd de son élasticité, la faculté de s'électriser diminue. Plusieurs causes tendent à modifier le dégagement de l'électricité par pression : la première est le plus ou moins de conductibilité des corps. Si Ton emploie, par exemple, un disque de moelle de sureau et un disque de métal, il n'y a aucun effet produit, et il en est encore de même toutes les fois que des substances pressées sont conductrices de l'électricité. 11 parait qu*à l'instant où Ton exerce la pression, il se forme un nouvel état d'équilibre entre les deux électricités qui composent l'électricité naturelle des molécules en contact; tant que dure la pression, ^ces deux électricités sont dissimulées Tune par l'autre; ainsi, malgré leur attraction réciproque et leur tendance à passer d'un corps dans l'autre, il se trouve dans la pression une force qui neutralise ces deux actions. Quand les corps sont bons conducteurs, dès l'instant qu'une diminution de pression a lieu , les deux électricités se recombinent instantanément, quelle que soit la vitesse de séparation, tandis que, lorsque l'un d'eux n'est pas bon conducteur, une diminution

ÉLECTBICITÉ PBODUiTE PAR LES ACTIONS MÉGlMIQUfiS. 581

de pression n'entraîne pas immédiatement cette recomposition, laquelle met plus ou moins de temps à s'effectuer, suivant le degré de conductibilité des deux corps pressés. L'expérience suivante met en évidence l'influence de la vitesse de séparation dans les effets électriques de pression. Pressez un disque de liège sur une orange, et retirez-le ensuite vivement, il emporte avec lui un excès d'électricité positive assez considérable; mais si on ne le retire que lentement, on trouve que cet excès va en diminuant; et si la vitesse de séparation est très -lente, il devient à peine sensible.

La chaleur modifie les phénomènes de pression. Si l'on prend un bouchon de liège bien sec , et qu'on le coupe par la moitié avec un instrument tranchant, en pressant les deux parties séparées l'une contre l'autre, assez ordinairement elles prennent chacune un excès d'électricité contraire; mais il arrive souvent aussi qu'elles ne sont pas électrisées. Si Ton élève de quelques degrés la température de l'un des deux disques, celle de l'autre restant constante, on trouve que la partie chauffée prend à l'autre l'électricité négative. Deux morceaux de spath d'Islande, à la même température , ne sont pas électrisés par pression; mais il suffit d'une différence de température trèslégère pour leur donner cette faculté. A température égale, les deux disques de liège ne doivent leurs facultés électriques de pression [qu'à une différence dans l'état de leur surface; celle qui a le plus d'aspérités prend toujours à l'autre l'électricité négative. L'état des surfaces dans les corps mauvais conducteurs influe aussi sur leur qualité conductrice , car le spath d'Islande , qui est rangé parmi les corps les plus mauvais conducteurs (puisqu'il conserve pendant des semaines entières l'électricité qu'on lui a communiquée ) , devient suffisamment bon conducteur quand on lui a enlevé son poli , pour qu'il soit nécessaire de l'isoler si l'on veut qu'il conserve son électricité. Les aspérités déterminent donc non-seulement l'électricité que doit prendre un corps mauvais conducteur, mais elles modifient encore sa conductibilité électrique.

Pour mesurer les effets électriques de pression, il faut un appareil qui permette à volonté de varier les causes qui influent

382 i^OURGlS M L'iLEGTBlGITÉ.

sur leur production. L'expérience prouve que les intensités croissent proportionnellement aux pressions, pour des pressions qui ne dépassent pas 10 kilogrammes. Cette loi s'étend-elle à des pressions plus élevées? Il est difficile de répondre àcetteques* tion. Nous avons vu que M. Péclet avait entrepris quelques recherches à cet égard, en vue particulièrement de déterminer l'influence de la pression, de la vitesse, etc., sur le dégagement de Télectricité dans le frottement ; mais les résultats qu'il a obtenus ne peuvent être appliqués en rien au cas actuel. M. Becquerel croit qu'il est possible que la quantité d'électricité que prend chaque corps pendant qu'on le comprime soit dépendante du degré de l'attraction que les molécules des sur* faces exercent les unes sur les autres ; mais comme on ne peut apprécier les rapports existant entre l'attraction et la pression, ou le rapprochement plus ou moins grand des molécules, il est impossible de déterminer les rapports entre les quantités d*élec« tricité correspondantes. La difficulté de séparer instantanément les deux corps comprimés, sans passer par des pressions inter* médiaires successives, rend pour ainsi dire impossible la déteN mination des rapports en question.

On serait peut-^tre porté à croire que la chaleur dégagée dans la pression est la cause du développement de l'électricité; Tex* périence suivante , due à M. Becquerel , prouve le contraire en même temps qu'elle montre l'influence du rapprochement des molécules pour augmenter le dégagement de l'électrieité quand on vient à séparer les corps. Deux corps se trouvant sous l'ao* tion d'une certaine pression, si l'on vient à diminuer celle-ci de moitié, l'effet de la pression perdue subsiste pendant un temps dont la durée dépend du degré de conductibilité , de sorte que si l'on retire immédiatement ces corps de la oom* pression, chacun d'eux emporte avec lui un excès d'électricité contraire, plus grand que celui qui est dû à la pression ree** tante. Maintenant, au lieu de séparer les corps Iqrsque la près» sion a été diminuée, on rend celle qui a été enlevée, et Ton répète plusieurs fois ce mode d'action. Une lame de spath d'Is* lande et un disque très-mince de liège ont donné, par exemple* les résultats suivants. Ces deux corps étant d'abord sous la

ÉLECTRICITÉ PRODUITS PAR LIS AGTIOHS MÉGANIQUES. 583

pression de 4 kilogrammes^ on a réduit celle-ci de moitié sans déranger le contact; et une minute après on les a séparés ; la tension électrique de chaque disque était représentée par 170; si la séparation eût eu lieu pendant la pression de 4 kilogrammes ^ la tension aurait été de 250, et pendant la pression de 2 kilogrammes, de 125, moitié de la précédente; on voit donc que, dans le premier ca^, Teffet produit par la pressidn qui a été perdue subsiste encore en partie. Au lieu de séparer les corps quand on a réduit la pression de 4 à 2, on leur rend la pression qui a été enlcTée, et Ton répète plusieurs fois ce jeu alternatif de pression simple et de pression double. On trouve, en définitive, que le disque de liège ne possède jamais plus que Vintensité 250, correspondante à la pression la plus forte.

Parmi les actions moléculaires, il en est une que M. Becquerel avait cru être une source d'électricité, c'est l'action capillaire; mais il a reconnu que l'électricité dégagée dans les phénomènes capillaires pouvait tenir aux nombreux effets qui accompagnent la production de ces phénomènes, tels que le frottement des liquides contre les parois des espaces capillaires, à l'action chimique qui a lieu dans quelques cas, tels que celui où l'on obtient un courant électrique par la pénétration d*un acide dans les pores du platine spongieux, etc.

En résumé, nous pouvons établir, comme un principe rigou«reusement démontré par l'expérience, que non-seulement le frottement, mais toute action mécanique qui trouble l'équilibre moléculaire en dérangeant de leurs positions naturelles les particules d'un corps, devient une cause de production d'électricité; électricité dont la manifestation est plus ou moins sen* sible, suivant les conditions diverses dans lesquelles se trouvent les corps soumis à ces actions mécaniques.

$ 5* OosAldérmiloBA fténéraleA ft«r 1« déftafrement de l*é1eeiMetié pmw les ««tiens m逻iilfi«M, «t mm* •#« supports mvee le dé|^* ^ de 1» elielenr»

Nous avons établi dans les paragraphes qui précèdent le principe géïkéral que tout AbranleiMQt imprimé à un oorps

564 souBCKs DE l'électricité.

d*où résulte un dérangement dans Tétat de son équilibre moléculaire est accompagné d'une production d'électricité qui se manifeste plus ou moins facilement, suivant les conditions de conductibilité et de constitution physique des corps ébranlés. Nous avons rapporté les expériences de divers physiciens qui montrent la grande analogie qui existe entre les actions mécaniques et Taction de la chaleur dans le développement de Télectricitéy et qui nous conduisent à reconnaître que ce qui détermine la nature comme Tintensité de Télectricité, c est bien plus le corps soumis à Taction que Taction elle-même. Voilà donc un motif de plus d'admettre que les particules sont, comme nous Tavons déjà dit souvent, douées d'une polarité électrique, laquelle, dans Tétat naturel, est dissimulée par réquim)re qui s'établit entre les polarités égales et contraires de toutes les particules d'un même corps. L'action mécanique, comme la chaleur, vient troubler cet équilibre, soit en changeant la position relative des particules, soit aussi en détruisant l'uniformité de leurs mouvements naturels de rotation ; conditions, l'une et L'autre, nécessaires pour l'équilibre. L'action mécanique fait plus : en désagrégeant dans quelques cas les particules, elle les isole, et alors elle permet la manifestation de leur polarité électrique ; c'est ce qui est surtout sensible dans les substances cristallisées où les pôles ont une position semblable sur la même face de clivage. C'est pourquoi quand on clive une lame de mica, on rend libre sur l'une des faces, l'électricité positive de toutes les particules de cette face, et sur l'autre, par conséquent, l'électricité négative de toutes ses particules également.

La production d'un courant électrique, telle que Peltier Ta obtenue en imprimant à une portion d'un conducteur faisant partie d'un circuit fermé un mouvement de vibration, ne peut s'expliquer qu'en admettant que cette action vibratoire permet aux particules qui y sont soumises de s'orienter suivant leur polarité , effet semblable à celui que produirait le passage d'un courant artificiel; et de faire naître un courant par le seul fait de cette orientation. Cette polarité, du reste, a été mise en évidenced'une manière tout à fEÛt remarquable par M. Yolpicelli .

La manière d'opérer du savant Italien consiste à déterminer dans une tige métallique une vibration qui se communique à une couche isolante résineuse dont Tune des extrémités de cette tige est recouverte. C'est en faisant glisser, tantôt dans un sens, tantôt dans un sens contraire, contre un anneau métallique isolé la tige métallique dans la partie non recouverte d'u;ie couche isolante, que les vibrations y sont produites pour se propager de là à la couche résineuse. On observe que, lorsque la portion recouverte de cette couche est celle qui est en avant dans le mouvement progressif imprimé à la tige, c'est d'électricité négative que se charge la partie métallique de cette dernière, preuve que cette électricité est aussi celle que prend la surface intérieure de la couche isolante. Quand le mouvement a lieu dans l'autre sens, l'électricité positive remplace la négative. Dans chacun des deux cas on peut s'assurer que la surface extérieure de la couche isolante prend une électricité contraire à celle dont se charge la surface intérieure. Il suffit, pour le constater, de recouvrir la couche d'un petit anneau métallique, qui est isolé ainsi de la tige avec laquelle il n'a aucune communication métallique. Un fil de métal très-fin, isolé dans l'air, fait communiquer cet anneau avec un électroscope; on établit de la même manière la communication entre l'électroscope et la partie métallique de la tige. Quand on veut recueillir l'électricité de la surface extérieure de la couche isolante, il est préférable de faire communiquer avec le sol la tige métallique et le support qui porte l'anneau contre lequel on la frotte.

On peut recouvrir les deux extrémités de la tige également d'une couche isolante, et la faire glisser en la tenant à la main dans une portion de sa longueur où la surface métallique est à découvert. On observe que dans chaque excursion de la tige, l'électricité de la surface externe de la couche isolante est négative à l'extrémité qui est en avant dans le mouvement imprimé, et positive à l'extrémité 'qui est en arrière. Cette expérience démontre bien que la direction suivant laquelle se propage la vibration longitudinale imprimée à la tige, influe sur la polarité que manifestent les molécules de la substance isolante auxquelles cette vibration est communiquée.

586 flOUBCM Bl L*ÉUGTRICITi.

Quelques essais faits a^ec des tiges de divers métaux semblent établir des différences entre eux quant à leur faculté de développer par la transmission des vibrations qu*ils éprouvent, la polarité sous la couche isolante. Le fer et Tacier sont, à cet égard, très-inférieurs au laiton et à Fargent. Il est également désavantageux que Tanneau métallique sur lequel glisse la tige présenle des rugosités; il faut que les deux surfaces frottées l*une contre Tautre soient bien polies. Une atmosphère sèche et froide contribue beaucoup au succès des expériences. Il faut prendre toutes les précautions possibles pour qu'il n'y ait pas d'électricité dégagée dans le contact des mains et des couches isolantes. On doit avoir soin également d'enlever, avant d'opérer, la couche mince d'humidité qui reoouvre presque toujours la surface de la substance isolante.

M. Yolpicelli a trouvé encore qu'en remplaçant aux extrémités de la lige métallique la couche de résine par une couche de soufre, on obtient les mêmes résultats. Si l'on recouvre de tubes de verre les extrémités de la tige, on obtient également des effets semblables à ceux que produisent des tiges toutes de verre, c'est-à-dire une polarité inverse de celle que manifestent la résine et le soufre. Enfin, lorsqu'on se sert d'une tige entièrement de résine ou de soufre, on remarque que, si en passant sur l'anneau qui la frotte elle abandonne une petite partie de sa substance, ce qui arrive assez souvent, surtout par un temps chaud, il y a toujours une polarité développée, mais qu'elle est renversée; elle redevient ce qu'elle était précédemment si l'on change le support. Il est assez curieux de voirMans ce cas la polarité s'affaiblir graduellement, devenir nulle, puis changer de nature. Ce phénomène particulier ne se présente jamais avec les tiges de verre qui, en effet, ne peuvent pas être désagrégées. Un fait important, c'est que les expériences de M. Yolpicelli réussissent aussi bien et même mieux dans le vide que dans l'air, preuve que l'électricité de l'air n*y est pour rien.

Il est assez remarquable que la polarité te développe d'une manière beaucoup plus prononcée dans les tiges de verre que dans celles de résine et de soufre, qui, en effet, vibrent beau-

ÉLECTRICITÉ PROSUITB PAE US ACTI01«t MÉCANIQUES* 587

eoup moins bien qae les premières. Ajoutons enfin qu'en recouvrant de diverses substances le support sur lequel s'opère le frottement de la tige, on n'altère nullement le sens de la pola* rite, qui dépend toujours de la direction dans laquelle a lieu l'excursion de la tige. C'est une preuve que le phénomène est bien le résultat d'une vibration longitudinale imprimée à la tige et non du frottement qu'elle éprouve en passant sur le support.

Il semblerait donc résulter des recherches de M. Yolpioelli que la vibration imprimée à une substance isolante par l'intermédiaire d'une tige vibrante, permettrait aux molécules de cette substance de se disposer de façon à constituer une chaîne polaire perpendiculaire à l'épaisseur de la couche, et présentant, par conséquent, à ses deux extrémités, les électricités contraires. Le sens de la vibration idfluerait sur le sens dans lequel seraient tournés les pôles de chacune des particules. Une action mécanique produirait donc ici un effet tout à fait ana** logue à celui d'une action calorique.

Ainsi voilà la chaleur et les actions mécaniques capables de déterminer dans les corps un état électrique identique, ce qui surprend moins depuis que les physiciens, comme nous l'avons déjà remarqué, ont été conduits par des faits d'un tout autre ordre à ce qu'on a appelé la théorie mécanique de la chaleur. Mais déjà auparavant M. Becquerel avait signalé l'analogie qui existe entre les effets de chaleur et les effets électriques produits par le frottement; en les étudiant comparativement, il était arrivé à démontrer que quand les corps sont de même nature, mais de mauvais conducteurs de la chaleur, et ne différant entre eux que par l'état de leurs surfaces, la' surface qui sjéchauffe le plus, prend l'électricité négative, et celle qui s'échauffe le moins, la positive. Ce principe important nous ser^ vira plus loin, concurremment avee d'autres auxquels nous conduira l'étude de l'action chimique considérée comme source de l'électricité, à établir certaines différences entre les propriétés et l'action du pôle positif et celles du pôle négatif de chaque particule. Car si, à intensité égale, il n^existait pas dans la puissance extérieure de l'un, des pôles, corn-

588 SOUBCES DE l'élegtbicité.

parée à celle de Tautre une certaine différence, il est un grand nombre de faits dans les phénomènes électro-chimiques qui seraient inexplicables; c*est ce que nous montrerons en cherchant à établir directement les preuves de celte différence , après avoir achevé Tétude des sources artificielles de Télec* tricité.

Liste des principaux travaux relatifs aux sujets traités dans ce chapitre :

BIoL — Frottement des conducteurs imparfaits. — Traité de phys, expéri" mentale et mathématique, T. u, p. 354.

iftftn^s. — Ëtat électrique particulier du "^etve.^ Annales de Vélect. T. m, p« 551 , et Annales de chim, T. ux, p. 305.

LoeveL' — Propriétés du verre. — Ann. de ch, et dephys, T. xxix, p. 110.

Bauy, — Électricité par le frottement des minéraux. — Ann. de ch, et de phys. T. vin, p. 383. — Électricité par pression.— /dem. T. v,p. 95.

De la Rive, — Électricité par le frottement des métaux. — Bibl. univ, T. ux, p. 13.

Péclet. — Influence de Taction chimique nulle dans Télectricité par frottement. — Ann. de ch, et de phys, T. lxxi, p. 83* — Lois de rélectricité par frottement. — Idem, T. lvu, p. 337.

Schoenbein. — Papier électrique. — Arch, des se- phys, T. ii, p. 156.

Becquerel. — Électricité par le frottement des métaux soit en masse, soit en poudre. — Ann. de ch. et de phys, T. xxxvm, p. 113. — Électricité par pression et par le clivage des cristaux. — Idem. T. xxu, p. 5 ; t. xxxvi, p. 265. — Éleclectricité produite' par les actions capillaires. — Idem. T. xxiv, p. 337. — Comparaison entre rélectricité et la chaleur dégagée par frottement. — Idem, T. Lxx, p. 324.

Colladon. — Effets mécaniques dans les filatures, de rélectricité dégagée par le frottement. — Bi^^ univ, (1836). T. i, p. 362.

Dessaigne, — Électricité par immersion dans le mercure. — Ann. de ch. et de phys. T. ii, p. 59.

Perego. — Idem. ^-Arch. de ^électricité. — T. ii, p. 395. Armstrong. — Dégagement d*électricité par l'expansion de la vapeur. — Arch. deVélect.T.ï, p. 145.

Peltier. — Électricité de la vapeur à haute pression. — Idem, T. i, p. 474.

Faraday. — électricité dégagée par le frottement de l'eau, des autres liquides et des poudres. — Idem.T. lu, p. 369, et Ann. de ch. et de phys. (A'otivelle série). T. x, p. 88.

Gaugain. — Électricité développée par le frottement de deux métaux. -^ Comptes rendus de VAcad. desse.de Paris, T. xxxvi, p. 541 ; et Arch, des se. phys, T. XXII, p. 381.

ÉLEGTIUGITÉ PRODUITE PAR LS8 ÀCTIOIIS MÉCANIQUES. 589

Peltier, — Goorant produit dans on fil condoctenr par on dérangement moléculaire. — Arm. de eh. et de phys, T. lx, p. 261. ,

SulUvan. — Goarants produits par les vibrations des métaux. — Arch» de Vélectr.T, x, p. 480.

Ermann. — Influence tlu frottement sur les effets thermo-électriques. — Arch. de Vélect. T. v, p. 47T.

H, Rote. — Lumière qui accompagne la cristallisation. — Ann. de Pogg. T. Uï, p. 443.

Gay^Lussac. — Électricité produite par la séparation de corps adhérents. — Afin, de ch. et de phys. T. ym, p. 161.

Volpicclli. — Polarité électrostatique. — Comptes rendus de VAcad. des se. de Paris. T. xxxviii (15 mai 1854). Arch. des se. phys. et natur. (Bibl. univ.). T. xxTiu, p. 265.

iWew. — Détails divers sur Vélectricité par frottement. — Traité de Vélectticité par frottement. T. n, p. 362 et suiv.

Prieslley. — Relation d'anciennes expériences sur l'électricité par frottement. — Histoire de l'électricité.