VITESSE ]X£ L'ÉLECTRICITÉ

trodoil dans les expériences une complication noaTrlIe et des causes ë'errears évidentes.

Un électro-aifliant présente déjà de grands inconvénients; un système, de deux électro-aimants dépendant l'un de l'autre et exigeant remploi de deux pites séparées est encore moins convenable pour des recherches de cette nature.

Il y a donc dans le télégraphe de Morse un certain retard pour Pimpression des signaux.

Ce retard varie avec riotensité du courant, par conséquent 11 n'est pas le même pour les deux appareils extrêmes sur lesquels le courant ne peut pas avoir la même intensité.

On ne peut donc pas admeUre que les signaux transmis ou reçus indiquent exactement les instants relatifs du passage du courant, et l'on peut même prévoir que le signal reçu éprouvera un retard (rfus girand que le signal transmis , parce que le défaut d'isolement des fils a pour effet constant de rendre le courant plus faible à la station la plus ékMgnée.

Avec le télégra|Ae de Bain il n'y a plus d'électro^imant, et les si« gaanx sont produits sans aucun mouvement mécanique; mais dans l'action chimique qui les fait nahre , si l'on considère attentivement les circonstances de la production des signaux, on aperçoit une cause d'erreur difiérente qui tend à produire les mêmes résultats» c'est-à« dire noe durée d'impression sensible.

£n eSet, dans le système de Bain, le papier, qui se meut comme dans le systènne précédent , est imprégné d'une dissolution de prussiate jaone de potasse et d'un peu d'acide nitrique. Une pointe de fer correspondant au pôle positif de la pile est en contact permanent avec la surface du papier, lequel repose sur une plaque métallique correspondant au pôle n^aiiî

Lorsque le courant passe le fer s'oxyde, et 11 se forme une petite quantité de nitrate de fer. Ce sel, se trouvant en présence du prussiate de potasse , produit du bleu de Prusse qui reste sur le papier et té* moigne du passage du courant. Ainsi la trace de la pointe de fer sur la bande de papier en mouvement est visible ou invisible suivant que le courant passe ou ne passe pas. U en résulte des signes consistant en de petites lignes plus bleues séparées par des intervalles moins bleoBb

Or, U est certain que dans la formation de ces signaux on ne doit

198 TÉLÉGRAPHIE ÉLeCTBlQUE.

pas admettre qtte la ligne a commeficé à être viaiUe aa rnooMlit précii où le courant a commencé son action. Il faut qa*il se soit foriaé d^à voe certaine quantité de aei de fer pour qae le bleu de PrnaM toit en quantité saffiaante pour être visible* De même, lorsque le courant cessera de paaaor, la quantité de ce sel de fer formé ne sera pas épuisée instantanément ; mais il continuera encore à se former un peu de Ueu de Prusse pendant un petit instant. Par conséquent, le conamencemept et la fin des signaux ne doivent pas correspondre etactenieBt aux moments où le courant est établi ou interrotnpur

On doit donc admettre comme très-probable Texiitence d*un retard des signaux sur le courant, relard tout à fait semblable à odoi qui se produit dans l'appareil de Morse.

L'examen des bandes de papier sur lesquelles les signaux de Baia ont été imprimés montre clairement que les choses se passent en effet comme on vient de le dire. I..e8 petites lignes ne se terminent pas d'une manière nette à leurs extréuatés; mais elles commencent et finissent par une dégradation de teinte dont l'existence est tout à bit d'accord avec l'explication précédente.

Ainsi , l'on peut dire que jamais l'instant précis où le courant est admis ou interrompu ne coïncide avec l'instant où les lignes tracées sur le papier commencent ou cessent d'être visibles ;^ et l'on peut dire également que ce défaut de coïncidence est plus ou moins grand suivant l'intensité du courant.

Plusieurs autres causes moins fM^les à analyser doivent avoir une iBHaence sur la formation dos signaux , et reurder ou accélérer le moment où les signes deviennent et cessent d'êtro visibles» Nous ellerons seulement l'état d'humidité du papier qui doit varier sans cesse, h pression plus ou moins grande de la pointe de fer sur le papier et l'état variable de la surface de ce dernier. Ces considérationa prouvent qoe pour les télégraphes écrivants de Morse et de Bain , il y a en général un retard dans fai formation des signaux , retard qui ne permet pas de conclure directement l'instant du passage du courant de Pin* stant où les signaux s'impriment.

Les expériences faites an moyen du télégraphe de Bain ont été exécutées sur la ligne de Boston à New- York. Sur cetfê ligne le Al de fer est d'une longueur de 220 milles, 35/i kilomètres.

A chaque station extrême, il y avait une pile de Grove de vingtcinq éléments en communication par son pôle zinc avec la terre et

VITfiSS£ Bit L*ÉLKCTRiCJTÉ. iW

p» fon pah plitîfi* av€c Je fil de la ligne. Une partie da ooorant étatt enprontée pour former un court circuit {êhottifrnnch oirouii) dus lequel était placé TappareH de Bain. Le moufemeni d'une mÊnie def ouvrait ou fermait ce circuit en même teropa qu'il établiaaait os rompait la commuDication de la pile avec le fil de la ligne.

Loraqœ cène oonuiiunicatimi était rompue, le court cirenit Ireslait en rapport avec le fil de la ligne d'une part i et avec la terre de l'autre, de manière à être disposé pour recevoir les signaux de l'autre station.

Les chose» étant en cet état , un observateur placé à la station de Boston, marquait et transmettait simulunément un signal ; un second observateur à la station de New- York , répondait par un signal seu* Uable également marqué et transmis à la fois.

La mtae maneenvre, répétée plusieurs fois i donnait lien sur cbaqoe appareil li des marques successives correspondant aux signaux produits alternativement aux deux stations extrêmes.

La vitesse de translation du papier n'est pas donnée dans le mémoire, ni In longeur absolue des lignes (racées et des intervalles qtti ks séparaient L'auteur donne seulement ces valeurs en têmpê; aiosl la longueur des lignes ou le durée des signaox était le plus sou^ vrnt ijk ou 0%9S de seconde, et l'intervalle entre le commencement de deux signaux 1/3 ou O',50.

Une série de mesures a d'abord été faite pour voir si la longueur des lignes ou la durée apparente des signaux était bien la même aux deux stations.

En voici le résultat : sur trente signaux envoyés de New** York k Boston, huit ont présenté la même longueur aux deux stations, dix^ neuf une kmgueur phis grande à New-York qu'à Boston , trois une longueur plus grande à Boston qu'à New-York m' et m étant les longueurs aux deux stations , la différence m^ — m a varié 4e 4 0>,05 k »^ 0%05. La valeur moyenne pour les trente signaux est

En envoyant les signaux en sens contraire, c'est-h*dlre de Boston à New-York , et en appelant fnf et m les longueurs à Boston et k New-York, la différence m' — m a varié de 0%04 k — 0»,05. La valeur moyenne pour vingt et ufi signaux est + O'yOOSft.

On volt que la durée des mêmes signaux , mesurée sur les pa|^er des deiA[ stations par la longueur des lignes correspondantes, n'es

900 TÉLÉOBAPfllE ÉLECniQUE.

pas la même en général, et qne les variations ont liea sans ancaae régularité. Ainsi un même signal qui paraîtra à Boston avoir duré O'.Sô pourra manifester à New«York une durée comprise entre 0*»M et 0%20 sans que Ton poisse apprécier la canse de semblables variations.

La moyenne des 51 signaux précédents donne un petit excès pour la longueur des lignes à la station d*où les signaux sont envoyés, cet excès est égal k 0*,007 , mais cette moyenne n'a aucune sigoificatiott précise.

Ces résultats démontrent qu'il existe dans le mode même de l'impression des signaux» an moyen du télégraphe de Baio, des causes d'irrégularité notables et qui paraissent très^grandes lorsqu'on ks compare aux quantités très-petites que l'on veut déterminer.

En effet, en admettant la vitesse de propagation trouvée par MM. Fizeau et Gounelle, on peut calculer le retard qui devait en résulter dans la transmission des âgnaux sur la ligne de Boston à New- York , et en supposant qu'il n'y ait aucune autre cause de retard, oo trouve la fraction 0*,003A. Or , avec les différences accidentelles que présente la durée des signaux correspondants, différences qui sont comprises entre + et ~ 0',05, il parait impossible que l'on puisse apprécier un retard relatif aussi petit. Il est même bien difficile d'admetut que l'on ait. pu déterminer avec quekpie probabilité le retard bien plus considérable trouvé par l'auteur, mais qui ne s'élève encore qn'i 0*901 &A; car les observations partielles, qui sont toutes données par l'auteur, présentent des discordances considérables. Sur 10 observations même, la valeur est négative et exprimée entre 0*,05 et 0, c'està-dire que le signal serait arrivé k la seconde statkm avant d'avoir été produit à la première. Sur 21, la valeur est nulle, c'est-à^ireqoe les signaux se seraient produits exactement en même temps aux deox

£n présence d'écarts aussi considérables, on peut affirmer que l'exactitude des moyens de mesure était tout ï fait insuffisante, oo que les causes d'erreurs accidentelles étaient beaucoup trop grandes rdativement à la petite quantité qu'il s'agissait de déterminer.

On a vu plus haut que le retard dans l'impression des signaux, dA aux circonstances mêmes de leur production , pouvait devenir nne cause d'erreur cousiaole par suite de l'inégale intensité du coarant dans les dcui appareils ; ii n'est pas possible de décider si cette cause

VlTiSSSE DE L'ÉLECTRICITÉ. SOI

a rédieffiCBt exercé sca aeiion dans les expériences en quesiion ; mais cria est probable, car il n'est dit nulle part dans le mémoire qne l'on ait cherché à rendre le conrant d'une égale intensité dans l'un et Tautre appareil, et même les expériences faites pour comparer les longnenrs des signaux imprimés aux deux stations doivent faire croire que cette précaution n'a pas été prise.

La détermination faite par l'auteur est donc en elle-même trés-incertaine; elle ne doit être considérée que comme une valeur peu précise de la durée de la transmission des sipanx, et nullement comme nne mesure de la vitesse avec laquelle des conranls se propagent. Il reste à faire une dernière remarque relative à la manière singnlière dont l'auteur considère la propagation de l'électricité. Entre Boston et New- York, le fil télégraphique a une longueur de 220 milles; or, l'auteur donne pour la vitesse de propagation le rapport i87/0',OI54, il admet donc que l'électricité parvient à la station k phis éloignée à travers le sol et non en suivant le fil métallique. Cette interprétation est contraire non-senlement à la théorie que l'on dcmne g^iéralement des effets de la fHle, mais encore à tous les bits qui ont pa être observés récemment.

Toutes les fois que l'on établit nne communication avec la terre, ceBe-d se comporte, suivant une expression ancienne, comme un réservoir immense ^ dans lequel des quantités considérables de l'une ou l'antre électricité peuvent se rendre sans donner lieu à auame tension sensible.

C'est donc adopter une hypothèse inadmissible que de supposer que l'électricité a dû parvenir à la station la plus éloignée en traversant le sol , parce que la distance à parcourir par le sol était plus Goorte que la distance à parcourir en suivant le fil.

Dans ses autres mémoires, l'auteur a également pris les distances par la terre au lien de les prendre par les fils. L'erreur qui en résulte dans le calcul de la vitesse n'est pas très-considérable parce que les deox disunces n'étaient pas généralement très-différentes. Ainsi au lien de 16000, on trouve 19500 ; au lieu de 12000, 14300.

ExPÈBKiiGES OE M. MiTCBBL.— Le travail de M. Mitcbel est postérieur aux premiers mémoires de M. Walker et antérieur au dernier. U a cherché à perfectionner les moyens d'observations et à éviter pluaieurscanses d'erreurs auxquelles il attribue une grande influence dans les résultats. U considère les phénomènes observés par M. Walker

392 TÉLÉGRAPHIE Él/KCXRlQtË.

comme indépoodants de la Yitesie de i'élecUrieiié et cooMBe poiitanl élre expliqaés p«r des ioégalitéi d*iuteMité que le courant defilit éprouTer par suite de l*iioieme&t imparliail des Ala.

Voici la méthode de AL Alitcbel» Lea signaux sont prodoils ao moyeu d*éleciro«aimaut8, comme daus le télégraphe de Mwia; mais, au lieu d*un papier, l'auteur emploie un disque de raéial toornaiit avec une viiesse uniforme, et c'est sur ce disque que tombe la pointe d'acier mise en mouvement par i'électro^aimant» 11 se produit ainsi des points très-nets dont les distances peuvent être mesurées avec une grande précision* Le disque en communication avec le penduk ds l'horloge astronomique de l'Observatoire faisait une réToiutioo par mi« nute i on pouvait ihesurer des distauceseorrespondantes à on centième dû secoude , cl à un millième par l'estime. Au lieu de placer dent appareils aux extrémités du fil télégraphique, tout était réuni dans uns seule station qui était robservatoire de Cincinnati. De ce point à PItts» burgh, éloigné de 302, 5 milles « il existe deux fils télégraphiques qui, étant réunis à Pittsburgh , présentaient un drcuit de 605 millesf dont les deux extrémités aboutissaieni à la station où se trouvaiefii les ap« pareils.

Les appareils se composaient de deux électro^aimauls dont les armatures poruient des pointes destinées à graver les signaux sur la disque : chacun de ces électro^aimants était animé par nne pile spé* ciale. Il y avait en outre un troisiènie électro-aimant animé par la pile principale dont le courant était destiné à parcourir le fil télégraphique i cotte pile était en oonmiunication avec la terre par son pôle ahici le pôle phuine était en communication avec une des extrémités da fil| l'autre extrémité du fil aboutissait à la terre.

Voici les résultats obtenus.

i"" Lorsqu*un électro-aimant était placé dans le ctaxuit» soit près de la pile, soit à l'extrémité du fil aboutissant à la terre , soit même sa milieu du fil, pour que le drcuit fût fermé en on point voisin da l'électro-aimant, il s'éconkit timjottrs le même temps entre le moment où le circuit était fermé et le moment où la jxHnte frappait le diaqae. Mais ce temps n'était plus le môme loraque le long circuit étant supprimé, le courant n'avait plus à parcourirqu'un fil de quelques mètrei La pointe frappait alors le disque un peu plus tôt, et les marques étaient en avance sur celles qui avaient été produites avec le long circuit de h fraction de seconde 0',0213. Il n'est pas certain, mais ilest pro**

YIX£6S£ D£ L'ÉtECTRICIÏÉ. 2M

babk q«e le coorant était régie de manière à présenter la même in* leoaité dans toutes ces circonstanGes. Il faut dire que les iDdicatioDS d'ao oiême électro-aiina&t ^riacé dans différents points du circuit ne peuvent pas éife considérées comme cookparables» à cause des pertes coniidérablee qui araient lien sur un fil d'une aussi grande longueur. L'auteur avoue^ en effet» que Ton était obligé d'j^uster réleclro^imant pour chaque position particulière : cela se faisait en augmentant ou en diminuant la tension du ressort qui maintenait l'armature éloignée du corps de rélectro*aidiant«

De tels cbangoments dans l'ajustement devaient exercer une grande inSntnce sur le jemps que l'armature emploie à se mouvoir et à imprimer le signaL 11 s'ensuit que toutes les expériences dans lesquelles oa a été obligé d'avoir recours à cet artifice n'offrent que des résul* lats incertains.

Mais, en supposant même que Je résultat que je viens de citer soit piriaiteiiient établi, il est difficile de comprendre comment l'auteur a po dire que l'on pouvait en conclure la vitesse de propagation de réleclri*« cité. Il faudrait admettre avec lui l'étrange théorie de dêu» fluideê animant au même inêta$i$ loua (es ilectro^aimatm placée dans iô irireuiii mais seulement apriê ^ue la oireulation oam* flète a été effectuée (tbe theory of tviro fluide operating ail magnets, on the circuit at tbe same instant after complète circulation is effected).

A ce point de vue l'auteur prend la fraction 0%02i S, qui représente le reuird dû au long circuit , comme donnant le temps nécessaire à la circulation complète. Pour la longueur du circuit il prend 607 miUen Ce nombre ^wmprend le double fil de 302, 5 milles s: 605» (rius un mille de fil, la pile étant placée dans un poste situé à cette distance « plus un mille à travers la terre, c'est la distance qui séparait les deux coDunoaicaiions avec la terre.

Le rapport 607/0',0213 = 28524 milles : tel est le nombre qut Taùteor donne pour vitesse par seconde de Tonde électrique (galvanic wave).

Si la manière dont l'auteur considère la propagation électrique est inadmissible, le fait sur lequel il s'appuie parait certain. Un électro*-timaot étant placé dans un circuit d'une grande longueur exige, pour entrer en action, plus de temps que lorsqu'il est placé dans un court circuit Ce phénomène peut s'expliquer avec assez de probabilité par l'influence du courant d'induction qui se développe dans le fil de l'élec*

tro-aîmant, an momeat de la fermeture du circuit : ce courant est en sens contraire du courant principal, et tend par conséquent è le troubler et à raffaibiîr; or, il est assez probable que celui-ci ne prend tout son développement que lorsque cette cause de trouble a totale^ ment cessé : cela doit avoir lieu d'autant plus tard que le circuit pré* sente une plus grande longueur, parce que la propagation n'est pas iostantanée.

^^ £n variant ses expériences , Fauteur a observé d'autres phénomènes qui dépendent directement de la vitesse de propagation et dont la signification n'a pu lui échapper que par suite des idées théoriques inexactes qu'il avait adoptées. Ainsi , lorsqu'au lieu de fermer le circuit dans un point du fil voisin de l'électro -aimant, on le fermait dans un point qui en était très-éloigné, on observait généralement que l'électro-aimant entrait en action plus tard.

Les résultats numériques cités dans le mémoire établissent ce fait d'une manière certaine. L'auteur en donne une explication fondée sur rinégale intensité que le courant possède dans les différents points du circuit par suite de l'imparfait isolement des fils. Cette explication est certainement inexacte, insufiisante ; plusieurs des phénomènes d)servés y échappent complètement. Dans les expériences faites sur les télégraphes français, MM. Fizeau et Gounelle avaient pu prendre unecoonaissance exacte de la manière dont le défaut d'isolement des fils influe sur l'intensité du courant dans les différents points du circuit; la disposition des fils et les communications avec la terre étaient assez semblables dans leurs expériences et dans celles de M. Mitchel pour qu'il soit permis de conclure des unes aux autres : or, dans les circooslances suivantes , qui sont très-clairement ^cifiëes dans le mémoire , on peut aflSrmer que l'influence de l'afllaiblissement du courant était tout à fait nulle et que les phénomènes observés doivent être rapportés k une antre cause.

Soient  et B les extrémités des deux fils du tél^r^phe réunis à la station de Pitlsburgh et formant un seul circuit. Ces deux extrémités aboutirent à la station de Cincinnati ; A est supposé en communication avec le fil venant du pôle plaiine de la pile, le pôle zinc est eu rapport avec la terre ; B est supposé en communication avec un fil al* lant à la terre. Dans cette disposition on peut affirmer que le courant est plus Intense en À qu'en B, parce qu'en A passe la totalité du coorani , lequel a subi des pertes en parcourant tout le circuit împarfii-

VITESSE BB L'ÉIiECrmCITÉ. M&

temM isolé. Si l'on vient à rompre le circuit en A ou en B , on rend dans i'un et Vautre eoê te courant nul en B. Il n*en serait pas de m6me pour le poiyt A , car en rompant le circuit en B , il passerait encore en A tonte la partie do courant qui pourrait s'écouler par les sopports dans toute la longueur dnfiL Ge courant accidentel» qui s'ohserve sur toutes les lignes télégraphiques, est d'autant plus fort que la ligne est p^us longue'et que le temps est plus humide. Sur une ligne de quarante lieues, de Paris à Amiens, ce courant est quelque» fois la moitié et même les trois quarts du courant principal qui se produit lorsque le circuit est fermé. Le double fil de Cincinnati à PiUfibuigh avait près de deux cent cinquante lieues; le courant accidentel devait donc être peu inférieur au courant principal. Si donc on place l'électro-aimant en B, il ne sera traversé par aucune partie do courant, soit que le drcuil soit rompu près de B ou à une grande dislance de A ; et si l'on ferme le circuit dans l'un ou l'autre de ces points, . le courant qui traversera l'éi^tro-aimant sera le même. Mais dans un cas l'électricité n'aura aucun espace à parcourir pour parvenir à l'électro-aimant ; dans l'autre cas eue doit parcourir toute la longueur du 61 on 605 milles : or, avec là vitesse de propagation trouvée par MM. Fizeaa et Gounelle , cet espace sera parcouru en 0',0096 de seconde. Dans le dernier cas, l'électro-aimaut sera dpnc animé plus tard et ses iadications devront être retardées de cette même fraction 0%0096.

Il résulte des recherches citées par M. Mitchel que, dans ses ex*périences, ce reurd était de 0*,0i04.

La différence entre ces deux nombres est 0*,0008 ou inférieure i 1/1000 de seconde, et l'on a vu que dans ces mesures les millièmes n'étaient donnés que par l'estime.

Parmi les expériences rapportées dans le mémoire il n'y en a malbeoreosement qu'un petit nombre qui aient été faites dans les circon^ tta&oes qu'on vient de citer. Uu examen attentif des circonstances dans lesqodles ces résultats ont été obtenus ne permet pas de les rapporter à une antre cause qu'au temps de la propagation du courant , et 1*0B voit que l'on pourrait de cette manière en déterminer la vitesse nec précision.

Il semUe donc qu'on doive conclure de ce qui précède que la vitesse de l'électricité n'a pas la valeur que M* Mitchel lui attribue, 28500 milles; et que M. Walker n'a obtenu le nombre qu'il donne qu'en interprétant ses expériences au moyen d'une théorie que l'on

ne saoratt admettre , undis que ces expériences interprétées an moyen de la théorie généralement admise ne sont nullement en contradiction arec la détermination de 51 M. Fizeau et Gounelle, eltea^en offrent même une confirmation remarquable.

En effet, ces messieurs ont déduit de leurs recherches, pour la nleor de la vitesse, le nombre 100,000 kilomètres : celles de M. Mitchel conduisent au nombre QA.OOO ; et la natnre*des prooédés de mesure fait supposer que l'erreur de ce dernier nombre peut a*élever I 1/10 de sa valeur.

Il est donc démontré que la vitesse de propagation de Télectrieité est énorme. D*après les expériences de M, Vheatstone, h vitesse de Pélectricité de tension serait de 660,000 kilomètres par seconde; une fois et demie plus grande que celle de la lumière; TélectHcité conduite par un fil de cuivre ferait de sept à huit fois le tour du monde en une seconde. D'après les expériences de MM. Fizeau et Gounelle, la vitesse de propagation de l'électricité dynamique ou d'nnf courant galvanique conduit par le même fil de cuivre ne serait que de 180,000 kilomètres, les trois cinquièmes de h vitesse de la lumière; le courant ne ferait plus que deux fois le tour du monde en une seconde. Il est prouvé dans tous les cas que les signaux de la télégraphie électrique sont transmis avec une rapidité que la pensée ne peut pas atteindre; sous ce rapport la démonstration est entière et ne laisse absolument lien à désirer.

Arrivons donc à la seconde question, plus grave encore qvm la première. Est-Il prouvé à priori qu'on pourra faire parcourir au courant un circuit quelque immense qu'il soit? Une résistance quelconque étant donnée, pourra-t-on toujours la vaincre éconooiiqueveot en disposant convenablement la source d'électricité? Admettons * par etemple , que l'électricité doive parcourir un fil de deux mlttimètres de diamètre et de deux cents lieues de longueur; s'e^-on assuré <à • priori qu'on pourra créer sans des frais trop énormes l'appareil pre* dncteur du courant direct ou d'induction par lequel cette résisianoe pourra être vaincue? Peut-on assigner d^avance les diqNMitkms fÊt lesquelles on sera assuré du succès?

Ces problèmes que la découverte de la télé^aphie étectriqaetmena à poseront été l'objet d'un nouveau mémoire de M. I^eatstone, mémoire qui résume admirablement tout ce qui avait été fait précédemment, qui recule beaucoup les limites de la science , et qui , par eetie doubte

LOIS DK MOMMTION M8 OOtIRANTS. 267

iMoo, a M Kçu «YM ane Ëorîe dVDtiioiniasDio : Je Tais en cttraire tooi ce qu'il reaferme d'easentiel. Mais comme ptosieara physiciens , MU* Pecbiier et Pouillet , ont cmcooro , cbacan de leur côté, à dèiDOBtrer ks lois remarquables, fonnolées d'abord par Ohm, qui, dans h propagation des eonrants électriques, lient la puissance à la réststane e, et qu'il importe que leurs droits respectib soient bien établis, nous auminerons avant tout, mais très-rapidemeot, la question de priorité.