CHAPITRE PREMIER

MANIFESTATION ET FORME DE l’ÉLECTRICITÉ.

JJ 1 , ÉIrctrIrIté il^TcIoppAc par le froltcmeat.

Lorsqu'on frotte avec du drap bien sec un bâton de cire, un morceau d’ambre ou une tige de verre, on remarque que ces divers corps acquièrent par l’effet du frottement la propriété d’attirer de petits fragments de papier, de petites boules de moelle de sureau, et en général les substances légères qui sont placées dans leur voisinage. Cette attraction a lieu à distance; et les substances sur lesquellesclle s’exerce restent adhérentesà la surface du corps frotté qui les attire, ou bien sont alternativement repoussées et attirées par ce corps (fîg. I). On dit que les corps chez lesquels le frottement a développé la propriété que nous venons de constater, ont été électrisés, et on nomme électricité la propriété elle-même et l’agent auquel on suppose qu’elle est due. Ce mot di électricité vient du nom grec fjXeicrpsv qui signifie ambre, substance qui fut la première, dit-on, sur laquelle on observa les propriétés électriques.

Les substances qui peuvent être électrisées par le frottement sont nombreuses: ce sont, outre celles que nous avons nommées, le soufre, les différentes espèces de résine, la gomme la-

2 MITIOSS PRÉUill.NAIBtS.-

que, la plupart des cristaux, la cire, la peau de chat, etc. Ccpeudaiit il en est, et les métaux sont du iiomlire, riiez lesquels il es4 lin|iossible de développer U nuinie propriété. On avait ptiur cette raison nommé les priaimaxis iJiu-èlccU-iéfties et les secondes anèkclriqufs. Mais on reconnut bientôt ejne cette distinction n’était pas fondée, et que la différence qu’on avait observi* entre les corps, sous le rapport de leur susceptibilité à être ou à n’étre pas électrisés par le frottement, n’était ipi ‘apparente. Une autre propriiité, la conductibililé électrique, est la véritable cause de celle différence.

§ 2. CondnctlblUU électrique.

On fixe il l’une des extrémitt’>s d’un bâton de verre ou de cire une lige en métal qui y est ajustée avec soin, puis l’on frotte le bâton de verre ou de cire surtout dans la portion la plus voisine du métal, qu’on a soin de ne pas toucher ni avec la main, ni avec le frottoir. Mu aiiproche ensuite de petits corps légers; aussitôt ils sont attirés par la tige métallique connue ils le seraient par le vcire ou par la cire elle-même; et cette attraction est exercée par tous les points de la tige, quelle que soit sa longueur. H faut conclure de cette expérience que l’agent qui a été développé sur le verre ou sur la cire par le frottement a passé dans le métal et s'y est répandu, puisque ce dernier se trouve électrisé sans qu’il ait été frotté, uni(|uement parce qu'il est en contact avec un corps qui est lui-même électrisé. Si à la place de la lige de métal on avait mis une tige de verre, un morceau de cire, en un mot une des substances ulio-électriques, elle n’aurait point acquis d'électricité par son simple contact avec le corps éicctris«\ On nomme conductibilUè jurur iélectficiiè ou oanductilililé électrique, cette proprié-té que possèdent les métaux, et en général les corps qui avaient été désignés sous le nom A' anèlectrique*, de prendre et de propager dans toute leur étendue l'électricité que posside la partie d'un coqis éloctnsé avec laquelle on les met en contact. On dooium: conductewi les coqts qui possedeat celte propriété, et isolanit, ceux qui ne la possèdent pas.

MANIPESTITION ET FOBllE DE l’ÉLECTRICITÉ.

Le corps humain, le bois, surtout le bois humide, et en général les animaux, les végétaux et un grand nombre de sub- • stances minérales, sont, comme les métaux, des conducteurs de l'électricité. Le globe terrestre l’est également; par contre, l’air atmosphérique, surtout lorsqu'il est bien sec, ne l’est pas.

Plusieurs conséquenees importantes découlent do la propriété ‘

que nous avons désignée sous le nom de conductibilité éleclri- ■

1® Une surface électrisée qui est mise en communication avec . le sol, au moyen d’un ou plusieurs conducteurs, doit perdre a son électricité; en elfet, celle électricité passe dans les corps conducteurs et de là dans le globe terrestre où elle se répand, et par conséquent devient insensible, vu l’immensité de la masse dans laquelle elle se distribue. Aussi norame-t-ou le globe terrestre le rètercoir commun, pour indiijuer que c’est lù que se porte l’électricité des corps qu’on fait communiquer avec lui.

2" L’air atmosphérique étant un corps isolant, les corps électrisés ne perdent point leur électricité par leur contact avec lui.

Si l’air était conducteur, aucun corps ne pourrait garder son électricité, car elle se dissijierait immédiatement dans toute la masse de l’atmosphère. C’est ce qui a lieu quand l’air est huu)ide ; il perd alors sa propriété isolante, et l’électricité du corps qui est en contact avec lui se dissipe plus ou moins vile suivant ,, le degré plus ou moins grand d’humidité. Il est donc nécessaire, quand on veut que les expériences qu’on fait avec l’électricité développée par le frottement réussissent bien, de des ' sécher l’air avec soin lorsqu’il n’est pas naturellement sec.

3® Ou^d on frotte une substance conductrice qu’on tient à la main, une tige de métal par exemple, on ne doit pas conclure de l’absence de tout signe électrique, que cette substance n’est pas capable d’acquérir de rélcclricité par frottement. En ebét, en supp’osant qu’elle pùt en acquérir, elle la laisserait échapper inunédiatemcnl dans le sol, par l’intcrmétliaire de la main et du corps de celui qui opère. Au contraire, lorsqu’on tient à la main un corps isolant et qu'on le frotte, il garde son

que

* 4 NOTIONS PRÉI IMINAIBES.

électricité, parce qu’il ne peut la conduire, et pour la lui faire perdre, il faut toucher successheinent avec la main ou avec un conducteur qui communique avec le sol toutes les parties de la substance isolante (|ui ont été électrisées. Aussi, pour montrer qu’un corps conducteur peut être électrisé, on n'a qu’à l’isoler ; c’est-à-dire qu’au lieu de le tenir immédiatement avec la main, il faut le fixer à un manche de verre, de cire ou d’une substance isolante quelcom|ue, au moyen duquel on le tient. On frotte alors ce corps, et il devient capable d’attirer les corps légers comme toute autre substance électrique. Pour bien faire l’expérience, on n’a qtt’à se procurer deux boules ou deux cylindres de métal parfaitement semblables, fixés l’un à l’extrémité d'un manche de verre, l’autre à l’extrémité d’un manche de métal; les frotter successivement avec du drap en tenant les manches à la main; le premier attire les corps légers, le second ne les attire jamais. 11 faut avoir bien soin seulement de ne pas frotter le manche de verre en même temps qu’on frotte le métal que ce manche est destiné à isoler.

La conductibilité des corps poiir l’électricité n’est pas du reste une propriété absolue, c’est-à-dire ((u’on ne peut pas les classer en corps, dont les uns conduisent parfaitement bien l’électricité dans toutes les circonstances , et dont les autres ne la conduisent jamais en aucun cas; en d’autres termëS, en conduetmrs parfaits et en isolants parfaits.

Les métaux sont des conducteurs presque parfaits; cependant ils présentent entre eux des différences relativement à leur degré de conductibilité, et le même métal conduit plus ou moins bien, suivant ses dimensions et sa température. Les substances résineuses, les substances vitrées, la soie, les huiles, le caoutchouc, la gutta-percha, sont des substances qui isolent très-bien, mais non toutes au même degré; ainsi un fil de gomme laque très-fin isole mieux qu’un fil de soie ou de verre du même diamètre. La gomme laque et les résines isolent d’autant mieux qu’elles sont tirées en fils plus fins; c’est l’inverse pour le verre, qui, tiré en fils fins, devient passablement bon conducteur. Knfin, le bois, l’eau pure, le corps humain, un grand nombre de minéraux, conduisent imparfaitement.

MAMFESTATIO.N ET FORME DE l’ËLECTRICITÉ. 5

c’est-à-dire qu’ils conduisent bien une forte électricité, et moins bien, et quelquefois point du tout, une faible.

La propriété conductrice des corps parait dépendre essentiellement de leur nature chimique; ainsi, nous voyons les métaux être tous de bons conducteurs, et la plupart dos substances hydrogénées être de mauvais conducteurs. Toutefois, la constitution physique influe aussi, dans bien des cas, sur la conductibilité; la glace ne conduit pas, taudis que l’eau conduit; le suif ' et la cire ne deviennent conducteurs que lorsqu’ils sont fondus; il en est de même de plusieurs sels; le verre est bon conducteur quand il est chauffé au rouge. .M. Malteucci a en outre remarqué dernièrement que le soufre et la gomme laque perdent une partie de leur pouvoir isolant par une élévation de température incapable de changer leur cohésion. Le diamant est un isolant parfait, tandis que le charbon minéral est un bon conducteur s’il a été fortement chauffé; le charbon, en général, conduit plus ou moins bien, suivant la manière dont il a été préparé et suivant qu’il a été plus ou moins recuit. L’air et les gaz sont d’autant moins isolants qu’ils sont plus raréfiés; c’est ce qui fait dire que le vide est un bon conducteur de l’électricité. Nous aurons occasion d’examiner plus lard la question importante de la conductibilité du vide.

Enfin, il est une circonstance indépendante de la nature chimique et de la constitution physique des corps qui les rend plus ou moins bons conducteurs; c’est leur degré d’affinité pour l’humidité de l’air. Nous avons déjà vu que Tair el les gaz humides cessent d’être isolants. Le verre, qui est par lui-même un bon isolant, devient facilement conducteur dès qu’il est exposé à l’humidité; il attire sur sa surface les vapeurs aqueuses de l’atmosphère qui y forment une mince couche d’eau par laquelle l’électricité s’écoule. Aussi, pour que les liges de verre isolent bien l’électricité accumulée sur des cond ucteurs auxquels elles servent de support , on a soin de les recouvrir d’une couche mince d’un vernis fait avec de la gomme laque dissoute dans l’alcool, couche qui protège la surface du verre contre le dépôt de l’humidité, elqui en même temps isole elle-même très-bien. C’est probablement à la propriété hygrométrique du verre qu’il

NOTIU.'lg PRÉLU11NAIUE8.

faut attribuer la faculté conductrice qu'il acquiert en étant tiré en fils minces, parce qu'il présente plus de surface à l’air humide.

11 est diflicile de déterminer les différences de conductibilité entre bs corps loreque ces différences sont légères ; il faut pour cela des moyens délicats dont nous parlerons plus tard. Mais lorsqu’il s’agit de savoir si un corps doit être en général rangé dans la classe des corps isolants ou dans celle des corps conducteurs, le moyen est facile. Prenons pour exemple un fil de soie et un fil de métal; on les choisit de même longueur et du même diamètre; on fixe à l’une des extrémités de chacun d’eux une boule conductrice, de métal, par exemple,puis on les suspend verticalement, par leur autre extrémité, aux deux bouts d’une tige de métal horizontale, et supportée elle-même par une tige isolante de verre (lig. 2). On promène sur la tige de métal les différentes parties de la surface d'un morceau de verre ou do cire électrisés;

Fif?- 2- l’électricité passe ainsi dans le métal et se répand de là dans toutes les substances conductrices en contact avec lui; elle péniaro dans le fil fin de métal et dans la houle qui y est suspendue et non dans le fil de soie,niparconsé(jucnt dans la boule qui te termine, ce dont on s’assure en voyant que la première des deux boules attire les coi-ps légers et non la seconde. On peut opérer de la même manière sur toutes les substances en les tirant en tiges do même diamètre et de même longueur; chaque lige doit porter à l'une de ses extrémités une boule, tandis que l'autre extrémité est fixée au support métallique isolé qui reçoit l’électricité.

Voici un tableau approximatif do la faculté conductrice et isolante des différents corps ; ce tableau se compose de deux parties : la première renfci-me les corps conducteurs placés dans l’ordre de leur degré de conductibiülé, eu commençant par les plus conducteurs , et la seconde renferme les corps isolants placés dans l’ordre de leur faculté isolante, en commençant par les moins isolants; il en résulte que la seconde partie peut être envisagée comme une continuation de la première.