Traité d'électricité théorique et appliquée. Tome premier

Il y a à peine un siècle que rélectricité n'élait qu’un modeste chapitre des traités de physique. La bouteille de Leyde venait, il est vrai, d’être découverte; il était déjà permis d'entrevoir la puissance de l’étincelle électrique. Toutefois, Franklin n’avait point encore établi l'identité entre la foudre et l’électricité. On savait seulement que certains corps deviennent capables, aj)rès avoir été frottés, d'exercer une attraction autour d’eux; qu’il y a des substances conductrices et d’autres non conductrices de l’électricité; qu’il y a dans l’électricité deux principes différents qui s’attirent, tandis que ceux qui sont semblables se repoussent; que la réunion des deux principes opposés donne lieu à des étincelles dont la puissance peut acquérir un degré d'énergie remarquable au moyen d’appareils particuliers.

Voilà à quoi se bornaient encore, en 1750, les connaissances des savants sur l'électricité. Qui aurait cru alors que la météorologie ne tarderait pas à y aller chercher la cause des grands phénomènes de l’atmosjihère ; que la chaleur lui emprunterait ses instruments les plus parfaits et les moyens de mettre en évidence ses lois les plus importantes; que la physique moléculaire s’en servirait pour pénétrer dans la constitution intime des corps, et la ferait concourir

VI TRÉFACE.

avec la lumière |)olarisèe à la manifestation des rajiporls qui existent entre la matière pondérable et l'étlier impondérable; que la ebimie lui devrait la déeouverle de nouveaux éléments, la formation de nouveaux composés, ses moyens d’analyse et de syntbèse les plus puissants et ses théories les plus satisfaisantes; que la minéralof’ie et la jjéolofîie y trouveraient en j;randc partie l'explication de l'orij'ine de leurs cristaux et de leurs eouebes; que la pliysioloj^ie y puiserait la connaissanee plus intime des forces qui régissent la matii-rc organi(|ue et le secret d’agir sur cette matière presijue comme la vie; (pie la médecine y rencontrerait des ressources contre des maux jugé’S jusqu’alors incurables; que l(‘s arts mélallurgiipies y découvriraient des procéd(‘s nouveaux pour exti aire, mouler et appliquer les métaux; qu’enfin elle fournirait h la mécanique une force qui, pi'ompte comme la pensée, indépendante du tenqis comme de l’espace, permettrait à l’intelligence de sortir de son enveloppe limitée pour s’élancer au gré de ses désirs, av(!C la rapidité de l’éclair, dans les régions les jilus lointaines?

Telles sont cependant les merveilles que l’électricilé a acconqtlies dans moins d’un siècle; tels sont les liens qui l’unissent maintenant d’une manière indissoluble ii toutes les autres parties des sciences physiques. Aussi son étude est-elle devenue indispensable à tous ceux qui cultivent ces sciences : au chimiste aussi bien qu’au physicien, au gé-ologue tout autant qu’au jihysiologiste, à l’ingénieur comme au médi'cin. Tous sont appelés h rencontrer l’électricité sur leur route; tous ont besoin par conséquent de se familiariser avec elle. Ce besoin universellement senti m’a fait croire qu’on accueillerait avec faveur un ouvrage ayant pour but de le satisfaire. (Quoiqu’il existe (b^jà des Trait(*s spéciaux d’électricité et malgré tout le mérite du Traité si eomplet et si remaripiable de M. Becquerel, il en manquait un qui

PHÉFACE.

i-i'ni|ilil d’une manière plus iirérise le but complexe i|uu je viens d'indi(|uer. Eu ell'el, pour initier à l’étude de l'électricité toute la catégorie des hommes d’art et de science auxquels elle est nécessaire , il faut une exposition à la fois substantielle et élémentaire, complète et abrégée; il faut que le sujet soii présenté dans un ordre logique, et non pas comme on l'a fait jusqu’à présent, dans un ordre presque purement bistorique; il faut, en un mot, donner à cette partie de la pliysi(|ue comme aux autres ce caractère d'une véritable science qui lui manquera toujours tant qu’elle restera une simple compilation, le plus souvent confuse, de théories hasardées et de faits sans liaison.

Je viens de faire connaître, par ce qui précède, l’esprit dans lequel j’ai cherché à rédiger l’ouvrage (jue je livre aujourd'hui à la publicité. Je n’ai point voulu en faire un traité pour les gens du monde, quoi(|ue je me sois efforcé de le rendre abordable à tous ceux qui ont reçu une culture intellectuelle un peu développée. J’ai tenu à m’adres.ser essentiellement aux hommes qui cultivent les sciences et qui, par conséquent, en connaissent déjà le langage et les procédés; mais, en même temps. Je n'ai point supposé chez eux une connaissance préalable plus approfondie de telle ou telle branche scientilique particulière. C’est ainsi que j’ai relégué, dans quelques notes spéciales placées à la lin de chaque volume, les développements mathémati(|ues dont certains points particuliers sont susceptibles, mais qui ne sont nullement indispensables à l'intelligence de l’ensemble.

Il me reste à exposer l'ordre que j’ai suivi, et à le juslif*er par un coup d’œil rapide Jeté sur le vaste sujet auquel est consacré le Traité d’Ëlrrlricité.

Envisagée dans les progrès successifs qu’elle a é|)rouvés, l’électricité offre une si prodigieuse variété de faces scientifiques que l'esprit risque de s’y perdre, quand, suivant

FBÉFACE,

l'ordre historique, il est le plus souvent obligé de les contempler presque toutes à la fois. Tandis qu’il poursuit avet; Coulomb la reeherebe des lois auxciuelles est soumise l'électricité statique, il est appelé à scruter avec Galvani les mystères de l’électricité animale, et à marcher avec Volta à la découverte de la pile. Puis bientôt, pendant qn’il cherche à comprendre les beaux calculs sur lescpiels Poi.sson fonde les théories de l’électricité, il est saisi d’admiration à la vue des résultats aussi magnificjues qu’imprévus que Davy tire de la j)ile de Volta. Mais c’est à partir de l’année I8'20, si remarquable dans l’Iiistoire des sciences par la découverte d’Oersted, que la tâche de celui qui veut suivre jour à jour le mouvement imprimé à l’électricité devient encore plus dilficib!. D’abord il assiste à la création de cette branche toute nouvelle des sciences qui comprend, sons le nom d'électro-(hjnami<iup, les lois générales de l’électricité en mouvement. L’étude pleine d’intérét qu’il fait des travaux des Arago, des .Ampère, des Faraday, les créateurs de cette partie de la physicpie, est constamment interrompue par des découvertes d’un ordre tout ditVéïent. C’est Seel)eck qui trouve les courants thermo-électri(|ues; c’est Becquerel, c’est A’ohili (|ui les analysent en même temps qu’ils créent l’éleclro-chimie. C’est .Marianini, Matteucci et Dubois-Keymond (pii, reprenant les travaux de Galvani et de Voila sur l’électricité animale, donnent à cette partie de la physiologie un développement qui menace de l’envahir tout entière. Ce sont des travaux sur la tlu’mrie de la jiile et ses effets que mettent an jour un grand nombre de |)hysiciens tels que Ohm, Pouillet, Fechner, Faraday, etc., parmi Icsrpiels figure aussi l’auteur lui-inémedu présent traité. C’est une succe.ssion non interrompue de nouvelles recherches sur les phénomènes magnétiques, chimiques, calorifiques et lumineux que jiroduisent les courants et les décharges électriques, ainsi que sur les applications dont ces propriétés de l’électricité

PRÉFACE

sont susceptibles. C’est enfin une étude faite à la fois par divers physiciens, des sources de l’électricité et des lois qui les régissent. Ce sont tous les jours de nouveaux noms venant apporter à la .science de l’électricité leur contingent de découvertes, et des noms anciens qui ne cessent de lui fournir le leur. C’est Becquerel reparaissant à tout instant avec les résultats aussi variés que nombreux qu’il tire de son galvanomètre. C’est Faraday lançant dans le monde savant, après les courants d'induction, le diamagnétisme et toutes les productions de son génie créateur.

Cet aperçu, bien imparfait et bien rapide de ce que serait une exposition chronologique des théories et des phénomènes dont l’électricité s’est enrichie depuis un siècle, sullitpour montrer la confusion qui résulterait, dans la tête même la mieux organisée, de cette façon d’en aborder l’étude. 11 est donc indispensable, pour que cette étude soit faite d’une manière intelligente et approfondie, d'y introduire une classification méthodique qui, en groupant sous le même chef les phénomènes du même ordre, en facilite l’explication et le souvenir. C’est l'essai que j’ai tenté.

L’examen des phénomènes électriques y fait découvrir assez vite deux points de vue trè.s-distincts, dont l'un comprend les lois générales aux(|uelles l’électricité est souini.se, soit à l’état de rei)os, soit à l’état de mouvement, et dont l’autre embrasse les effets variés qui j)roviennent de l’action des dillérents corps sur l'électricité et de l’action de l’électi icité sur ces corps. Dans le premier point de vue la sul>stance pondérable ne servant qu’à la manifestation des propriétés générales de l'agent électrique, sa nature particulière importe peu; il suffit qu’elle soit isolante ou condiH’Irice, magnétique ou non-magnétique. Dans le .second point de vue, le corps joue le principal rôle; par conséquent sa constitution physique et chimique exerce une influence prépondérante sur sa relation avec l'électri-

IlÉFACK.

filé. Do fos (leux lispecis si (lillérenis, sniis los(|iiols ou peut eiivisajrer l’élude de l'éleelrieilé , dtu-oiile évidemmeiil l:i iK-eessilé de >;niuper séparément, pour faire celle élude, les üiils (|iii apparlienueut à l'mio des ealéjrorit»s et ceux (|ui apparlienueut à l’autre. I.es sources et les applications de rélectrieité l'orinenl aussi deux parties à la fois bien distiucl((s l’une de l’autre et de celles (jui précèdent. Ces (|uel(|iies mots suHis(‘nt ])our faire (auiiprendre lu division (pie j’ai été tout naturellement conduit à adopter.

l ue première partie (pii sert d'inlroduction est coiisacriie à une ex|iositiou générale des phénomènes fondamentaux et à une description des principaux instruments (pii sei*veul, soit à produire, soit à percevoir et à mesurer l’électricité. L'explication lliéoricpie et eomplide de ces appareils ne peut, il est vrai, être donnée (pu* plus tard; mais il est (îs.seutiel néaumoins d'en connaître dès l'aliord la pactie descriptive à cause de l’u.safte cousiant (pi’on est appelé à eu faire.

I.a seconde partie, intitulée ; Electricité slati<iue, a pour objet l’exposition des phénomènes }*énéraux, soit (h's lois (lue présente l’électricité à l’étal de lepos ou de tension : attractions et répulsions, disirihulion, induction, électricités dissimulées, théories sur la nature de rélectrieité.

I.a troisième |)arlie comprend les lois {’éiiérales de l’électricité en mouvement (pii constitue \' ÉAectn>-diju<imi<ine et le Magnétisme, (pii n’est plus liii-méme considéré (pie comme une foi’iiie particulière de l’électricité dyiiamiipie. Dill'éreuts chapitres sont snceessivemeni consacrés au mauiiélisme proprement dit, à l’action miiliielle du mairnélisme et de l’électricité dynamique, à raimantation par rél(*clricilé, à rinduction électro-dynamiipie et à l'action du maunélisme et de rélectrieité dynamiipie sur tous les corps, l u clia|iitre distinct est all’ecté aux galvanomètres ma;;néti(iues, à cause de l’importance qu'il y a de bien coniiaitre et de

PRÉFACE. XI

savoir bion inaiiior ces instruineiiU dont on fait maintenant un emploi si li-é(|iient dans les sciences pliysiqiies.

La (|uatri(;me partie renferme, sous le titre do Transmixsioii lie l'éleclricUé à Irai'ers 1rs (li(J'érenls iniliru.v, d'abord la description des pilénom^ncs r(‘latifs au mode mèim; de projiagation de l’électricité dans l'intérieur des corps, con- ^ductibilité, etc.; puis une étude détaillée des elVets calorifi(|ues, lumineux et cliimiipies qui accumpa(;nenl eetto propaj^ation, et enfin l'examen des phénomènes pliysiologi(]ues uuxipiels elle donne naissance dans les corps organisés.

La cinquième partie traite des Sources de l’éleclricUé, sujet qui ne peut être convenablement abordé qu’après l’étude lies lois générales qui régissent l’électricité, soit .statique, suit dynamique, et des phénomènes divers par les(|ucls elle manifeste son passage à travers les corps. L’examen successif des différentes actions physiques, méeaniifues et chimiques qui dégagent l'électricité, est jirécédé d’un coup d'œil jeté sur les causes en général qui produisent ce dégagement, et est suivi de l'explication théorique dw appareils électro-moteurs. Les sources naturelles sont étudiées à leur tour, suit dans leur origine, soit dans leuis effets; l'électricité animale, l'électricité atmosphérique, l’électricité terrestre qui comprend le magnétisme terrestre, sont les trois formes sous lesquelles la nature produit d'elleniéme l'électricité ; elles forment par consé(|uent trois cha- , pitres distincts de cette partie du Traité. Chaque source est considérée non-seulement au point de vue du développement du l'électricité à laquelle elle donne naissance, mais aussi dans les rapports qui l'unissent avec, les elfets analogues à la cause productrice (|uc l’électricité elle-même est capable de produire; rap|)rochement qui conduit k des considérations générales |)leines d'intérêt, sur les forces de la nature. Ainsi, la chaleur, l'action chimique, l’action phy-

PRÉFACE

Biologique, sont à la fois cau.se et effet de l'électricité, et cette double forme sous laquelle l’électricité manifeste sa relation avec ces trois grandes forces, est une preuve de l’union intime qui les lie, soit avec l’électricité elle-même, soit aussi entre elles.

Enfin la sixième et dernière partie est consacrée à toute,? les (lüvrses applications dont réleciricité est susceptible : applications électro-chimiques (dorure, galvanoplastie, etc.i, applications élcctro-magnéli(|ues (télégraphie, horloges, etc.), applications électro-calorifiques et électro-lumineuses, applications électro-physiologiques à la médecine.

La simple énumération que je viens de faire des différents points qui sont traités dans mon ouvrage est suHi.sante, quelque sèche et abrégée qu’elle soit, pour faire saisir à tout e.sprit un peu philosophique l’étendue considérable qu’occupe l’électricité dans le domaine des sciences physiques. On pourra donc s’étonner de ne pas trouver de place assignée dans ma division à la tractation des grandes questions qui touchent à la constitution de la matière et à la nature des forces physiques, d’autant mieux que l’éleclricité semble être la forme la plus générale sous laque'le se présente la liaison qui existe entre les corps pondérables et les forces immatérielles. .Mais ces considérations plus métaphysiques que physiques ne pourraient être traitées avec le développement qu’elles méritent dans un ouvrage du genre de celui-ci. Toutefois, si je ne les ai pas abordées d’une manière explicite, je n’ai pas craint de m’en occuper indirectement toutes les fois que l’occasion s’en est présentée, convaincu qu’indépendamment de l’intérêt qu’elles offrent par ei es-inemes, ctles ont l’immense avantage d’élever l’àme en la rapprochant de l’Auteur suprême de la nature dont l’action directe est au fond toujours le dernier mot de la création.

Ceoève, novembre

PRÉFACE

Addition à In préface de l’édition anf(lai*e.

Le premier volume du Imité d'Éleclricill: Ihéoriquc et appliquée, qui est publié aujourd’hui en français, a paru en anglais, il y a un an. Les circonstances particulières dans le.squellcs l’auteur s’était trouvé, l’ayant obligé de suspendre son travail pendant un temps as.sez long, il en était résulté une interruption dans l’impre-ssion de son ouvrage. Aussi l’éditeur anglais, d’accord avec l’auteur, s’était-il décidé à ne pas retarder la publication du premier volume jusqu’à l’époque où le second aurait été prêt. C’est ce premier volume qui paraît également aujourd’hui en français enrichi des travaux qui ont été faits dans TKIectricité pendant l’année qui vient de s’écouler, ainsi que de quel(|ucs figures nouvelles qui ont été ajoutées à celles de l’édition anglaise.

Le second volume, qui sera le dernier, est maintenant à l’impression ; il paraîtra en français à Paris et en anglais à Londres, dans le courant de l’année 1854.

Ceuèv«, 15 jativicr 1854,

ERnATA.

P«go 31, ligne 33, maronne de fos!<e«,

U$e: : à conrormn de taues.

■ de doux mille coa(>lea.

à la druiie de la p<>ranTtnc.

Delue.

sphères isolées égales.

«il».

Bein.

le di9f|Uc A H, A et le dif4^|oc A' B\ StKH» et U 40.

{Articules pondcrallcs I>ar.

le partageât.

Il repoussr .

et attire.

Fige 3t9, lignes H et 43, est aa-des.«ous, ti»ec . c<«l au-dessus on au-dessotts.

18, dfl deux cents couples.

1, b la droite de la pile,

ai,

81, Delas,