Électromëtre absolu de Sir W. Thomson

WDs cet appareil destiné aux mr^rur»?- pr»^»'!**'^. \k di*qu>: mobile est suspendu à «les ress«>rts rfi ;irirr K^^WjtxriK: nu*^: foii pour toutes à l'aide de poids. C«^s re•'^• r- * -or^* ^^fifrrwr^ «l/ins un*! boite métallique D fig. tw . ^-n r'rnrfr*rii* -i^'^n -!»^rri'}ij»- 'iv/r I anneau de garde B. .^. ^ -

Jaugf, — La jausr»^ p*;rm»rt •!- r-' -/riMi-rv >: r/i'/fn »rfit ou l< potentiel Ju plateau A atteint -r.r v^t..:,.»- l-^^-rm.rj*':»-. Kll*r v compose dune plaiju»- raobiir /■ r*j lo'« »■*. -J «jn afirj»*a'i «J* ?ardeG, avec son plat»:au inféri^-i-r •: *. **...r- ir 'ou?. ♦:nf*ffn#! <•*!« la boite J fig. 108 . La p!;à»;.i- /• • . irr;- ui-'-if -i un fil 'I l^ine/ftxé à ses extrémîtrrs ^* --.-."«.tri* if.*- t^r-i'^rt qui *:«juilibre précisément ratf.raction -î- . î .a»; j- z'' ';rv;i*: l»r pof**fiti<-l

212 ÉNERfilK ELEOTRIOL'E.

de chai'gi' est allcinl. Pour vérifier cel é(]uilîbre^S~pIâqâë"ÏT^

l''i^. 108. — ËlpctroiiiËlm i ressorts de >.ir V. Tli>

luminium p se termine par une quoue h supporlaiil I*" lî' ''' mire qui doit sejprojeter exactemeiil enlro deux point* noio tracés sur du papier blanc. "!'■ serves à l'aîde d'um> loupe /.

Elpctromrtrt portatif . — D»"' cet appareil (fig. 110). doiil I-' ^adualiun est empirique. 1»

jauge /) L'sl placée au fond li "" vase de verru cylindriqui" ''' cnnimunique avec une garnilun' d'étain qui couvre um^ pari" de la surface iutérieure. La secmide armature est formi^e p^i de* feuilles dï-lain collées à l'extérieur ilu %-ase. Le pht-'au

ElEiinOlIÈTae i iTTBA'lTVf. iil

ailTactif A est coaunamiê par Uvi» C. •:'. i*ir il-i<sr.:ti^ i lin- \intat par de la pierre ponce imbibée 'l'ici-le «uiftiri-ju-e P rt fu^endue clans une coupe aoDolaire. L'apparril n-; peut ^tvir qu'à comparer des difler^Dire-^ Je fi-têoti-l tQ m-i-îonitit I^s dUt&Dces du plateau A <\m raiii>^nent IajiTiJ<i- p du zên.-. Li MiHbiUlé dépend du potentiel <le 'rharz^.

Hlt-fii-'imètre à t/i-and*^ ^th^lli-, — i;..-t appar-il il-siinê à la mesure des potentiels très ê]e%-és ..-ft f-mi-- IIl'. 111 d'un plateau allraclif A isolé, d'un plateau de v'anU- B et d'une jau?e <}ui est abattue lorsque A et B sont au m«''m>- p>>tt.-iiliel. On établit une différence de potenliel lutn- li-s platt-aux A v\. B. et on manoeuvre la vis D jus<{u'ii re >]ui.' la jauË'e soil ilans «a position normale. Si F est la force vertical*- nécessaire pour soulever la palette, forcv déterminé"- um- fois pour toutes, et V Ir potentiel du plateau .\. b- plateau B élanl au sol, d la distance, on a :

iZef appareils ne sont d'ailleurs employés <]ue dans le^: reclierthes scientifiques', pour les mesures courantes, on donne la préférence aux électromêlres symétriques.

214 I^NEHCIE ËLECTRIQL-E.

237. Détermination de l'égalité de poteatiel entre deux points. Téléphone. — Dans bien des expériences el

dans toutes les mesures eiïccluées par la méthode de réduction à zéro, ou n'a pas à détei-miner la valeur de la difTérence de potentiel entre deux points, mais seulement à constater 1'^liir de potentiel entre deux points. Il n'est pas alors indispensable d'employer un électromètre, et l'on peut utiliser avec avantage, dans ce but, soit un galvanoscope sensible, soit iiii éleclrodynamomèlre, appareil dont nous parlerons à propos (le l'éieclrodynamique, soit enfin un téléphone. \

Le téléphone, considéré au point de vue spécial qui nous \ occupe, se compose essentiellement d'un aimant perma- I nenl Affig. 112) portant une bobine de lil isolé B à l'une Hesis

extrémités, el à une faible dîslance, une plaque mince de fw doux M de i k (> ceiilimèlres de diamètre, ii,\ée par sa périphérie dans une monture. L'attraction exercée par l'aimant sur reite plaque de fer doux la maintient dans une certaine position d'équilibre; mais si l'on envoie un faible courant dans la bobine entourant l'aimant, ce courant augmente ou diminue l'aimimtation du noyau, déplare brusquement ta plaque et produit un clic caractéristique. Le même bruit se produit lorsque le courant est interrompu. L'n téléphone relié par les bornes V et V à deux points entre lesquels il y a une différence de potentiel, même très faibh-, produira donc une série de bruits à chaque rupture et fermeture de son propre circuit, et ne restera muet que si la différence de potentiel est nulle. Il permet donc de i-ecoimaitre une dilTérence de potentiel.

Lorsque les différences de potentiel entre les deux points considérés sont périodiquement variables et que leur période

APPLICATIONS DES ÉLECTROMÊTRES. 21 îi

est inférieure à -75 de seconde, le téléphone rend un son continu de hauteur variable avec la période lorsqu^on laisse la communication permanente entre les deux extrémités du fil du téléphone et les deux points considérés. Nous aurons Toccasion d'indiquer un certain nombre d'applications du téléphone comme indicateur d'égalité de potentiel entre deux points.

APPLICATIONS DES ÉLEGTROMËTRBS.

238. Force électromotrtce des piles. — L avantage de l'électromètre est de donner les forces éleclromotrices des piles par une lecture directe et sans polarisation, le générateur restant en circuit ouvert et n'ayant à fournir que la faible quantité d'électricité nécessaire à la charge de l'électromètre dont la capacité est très petite.

En faisant deux lectures en sens inverso avec Tétalon et la pile à mesurer, on obtient deux déviations proportionnelles à la somme des lectures, on élimine ainsi les défauts de symétrie et de réglage, ainsi que l'erreur provenant de la différence de potentiel due à la nature différente de l'aiguille et des quadrants (228).

La sensibilité est variable à volonté, soit par Técartement du bifilaire, si Ton applique la méthode idiostatique, soit par le potentiel plus ou moins élevé de laiguille ou des quadrants lorsqu'on emploie la méthode hétéroslatique (227).

238. Résistance des liquides. — Méthode de M. Lippmann[^). On enferme le liquide dont on veut mesurer la résistance dans un tube bien cylindrique fermé a ses deux extrémités par des plaques de même section que le tube et servant à amener le courant au liquide. Deux électrodes parasites en fil de platine ou de platine platiné plongent entre deux points du liquide et communiquent avec un électromètre de très faible capacité. La différence de potentiel entre ces deux points est proportionnelle au produit de la résistance de la colonne liquide interposée entre les deux points par Tintensité

(») Académie d*fs xciencei 1876).

(lu courant qui la traverse. En mesurant la différence de potentiel entre les extrémités d'une résistance connue traversée par le même courant que le liquide, on on déduit sa résistance par la proportionnalité des différences de potentiel aux résistances.

On élimine les causes d'erreurs secondaires dues à la polarisation des électrodes parasites et à la nature différente de Faiguille et des secteurs en inversant le courant et en prenant la moyenne des potentiels indiqués par Télectromëtre.

240. Capacité dun électromètre. — Pour mesurer cette capacité, on prend un condensateur de capacité connue C, on le charge à un certain potentiel, et on le met en communication avec Télectromètre de capacité x. Soit V le potentiel observe. La charge de réleclromètrc est alors égale à x V. On décharge Télectromètre après l'avoir séparé du condensateur et on le remet une seconde fois eu communication avec lui. On observe un nouveau potentiel plus petit V. On a alors é\'i- (lemment :

(C4-x)(V-V')^jrV

relation d'où Ton tire la valeur de x. La capacité d'un électromètre est en général très petite et peut être le plus souvent négligée dans les mesures courantes.

Distance explosive en centimètres.

V\\i. 113. — Distance explosive eu fonction du potenUcI.

241. Potentiel correspondant à certaines distances explosives. — Les expériences faites par MM. Bichat et

I i des di^tanops cotre deux bool«* de r^uUat« représfflUs %« expérîenres foitea pvX.

lAU de g'arde de Tbo^naa

lo millimètres. t attendre des on (le la surface d»

iDcclle fl I •'-m ♦"nantis. Étude de VnintiUmt

il est vrai, ont tiré do leurs propres observations quelques résultats importants, mais les phénomènes généraux ne pourront être étudiés avec fruit que par la comparaison et la discussion d'observations continues faites simultanément en un grand nombre de points. L'électrometre symétrique de M. Mascart fournit un moyen simple et commode de recueillir (i<»s documents dans ce but.

Dans les études d'électricité atmosphériques, on se propose de mesurer la différence entre le potentiel de Taîr en un point déterminé et le potentiel de la surface du sol, que l'on considère comme nul. Mais le potentiel de Tair est une quantité essentiellement variable, et il faut enregistrer le phénomène d'une manière continue, au lieu de se contenter de prendre des points à époques fixes. L'électrometre employé au parc Sainl- Maur est le modèle de M. Mascart représenté ligure il 4.

Le collecteur de charge est constitué par un filet d'eau qui s'échappe d'un réservoir C (fig. ilo) de jo litres environ de capacité et que l'on remplit toutes les douze heures. L'eau s'écoule constamment au dehors par l'extrémité d'une lige L longue de i,jm. environ qui traverse le mur de Tobservatoire. Le débit réglé par le robinet R' est tel que le filet liquide se résout en gouttelettes à 4 ou 5 centimètres de l'orifice de la tige. Un tube en verre V montre à chaque instant le niveau do Teau dans l'intérieur. Le réservoir peut être au besoin mis en communication avec le sol par le fil T. Il est supporté par des isoloirs de M. Mascart, ainsi que le fil conducteur T qui met le collecteur en communication avec l'aiguille de rélectromètre.

holoirs de M, Mascart, — Pour réleclricilé atmosphérique et, plus généralement, dans toutes les expériences d'électricité statique où Ton opère avec des corps qui ont une charge limitée, aucun des commutateurs ordinaires ne peut être employé; les supports en ébonite et les supports en verre, même lorsqu'ils sont vernis à la gomme laque, ne tardent pas à prendre une conductibilité superficielle qui les met hors d'usage. 11 est donc nécessaire que les corps électrisés et les fils de communication, sur toute leur longueur, soient parfaitement isolés, et c'est là une question importante bien résolue par les isoloirs de M. Mascarl.

Ai'Pt.t<UTinN$ ues ÊLEirTROV^BES, Ht

i isoloirs sAnt représentés figure lltî; ils snnl de deiii hw, les uns deslînée k reposer sur des 5U|>poris \txe% (lo-

nionlAux, les autres à '-tre accrochés fl suspendus. Les preaiiw» &o comiiosent d'une sorte de carafe dont le fond se pro- I >ii!;o à l'iutérieur en une tige qui vient ressortir à travers le .(ilol: le fond du vaso contient de l'acide snifurique couct^n* r- : un coulant muni d'un chapeau, qui glisse le loDg de la :;.•. permet de fermer presque entièrement l'ouverture du 1 ti!on, mais sans loucher les bords. Los seconds sont formés ijssi d'une sorte de carafe dont le fond se relève eu un tube uverl k rintérieur et livre passage à une tige de verre poritil deux crochets ft ses deux extrémités; cette tige ferme à v< partie supérieure la carufe qui contient de l'acido sulfurique ■lucentr*. Dons l'un et l'autre ras, la lige desséchée par l'acide i>nslîlue un isolant parfait.

KNEWilE ÉLECTRIQUE.

Enrpffistreinent, — Uno caisse criiorloge H (fig. 117) est divisée dans le sens de la hauteur en deux parties séparées par une cloison en bois; Tune renferme un mouvement d'horlogerie, l'autre forme chambre noire et contient un châssis qui descend de toute sa hauteur en vingt-quatre heures, entrainanl dans son mouvement une feuille de papier sensibilisé au gélatino-bromure d'argent. Une lanterne L contient une petite

Fig. I Kl. — Isoloiis «!(.' M. Mascart.

lampe cl gazogène qui envoie à Télectromètre des rayons lumineux se réfléchissant sur la lentille et sur le miroir fixé à l'aiguille de Télectromètre.

Nous supjioserons que Ton ait versé de Tacide sulfuriquo concentré dans tous les isoloirs préalablement lavés et séchés, ainsi que dans le vase où plongent les fils de platine. La hauteur ndative de l'hurloge ut de l'électromètre est réglée de façon «jut» l(.*s rayons émanés de la lampe, après réflexion, viennent tomber (exactement sur lu fente derrière laquelle glisse le châssis pliotograpliiqui.'. (les rayons forment sur le papier sensible deux images dont Tune, due à la réflexion sur la face plane de la lentille, a une position lixe et trace une ligne droite,

APPL|i:»Tir)\t- tiES ELECTHOM ÊTRES. 221

i que l'autre, tluu à la réflexion sur l(i miroir, suit loiis ouvemeiils de l'aig;uille et traco une courbe* plus ou moins 'ementée.

Four mettre l'appareil en expérience, on commence par faire Qmuniquer la cage de l'électromètre avec le sol, au moyen inlil T(lig. 1 17); on relie les ileu\ paires Ae fiiiailraiilspar les

s B et B' ilonl on a relevé les clmpeaux <j et C (li^. i 1 4), : pûles d'une pile P de vingt éléments Volta, dont le Eeu communique avec la terre. Les doux paires de quadrants nt ainsi à des potentiels égaux el de signes contraires, et l'aiille maintenue en communication avec le sol prend une cerlae position d'équilibre. On fait tourner la suspension bililaîre squ'à ce que l'image mobile vienne se confondre avec l'image ». La position du zéro, qui correspond à un potentiel nul, ^^ainsi délerminêe, on réunit la borne A au iil F qui aboutit

au réservoir isolé, et on relève le chapeau adapté à cette borne.

Des expériences spéciales permettent de vérifier risolement dos difTérentes pièces. Si cet isolement est parfait, ce qui est une condition indispensable, on voit aussitôt Fimage mobile dévier dans un sens ou dans Tautre, selon la nature de l'électricité atmosphérique, et Tangle de déviation, lorsqu'il est compris entre certaines limites, est proportionnel au potentiel de Tair au point où se fait Técoulement.

Graduation, — On enlève le fil F, et on relie la borne A de rélcctromètre au pôle positif d'une pile Daniell de dix élé-

V\\i. lis. — Spécimen de l'eiircgistrcinent continu des variations du potentiel

atmosphérique.

nients, par exemple, dont l'autre pôle communique avec la terre. L'image mobile est déviée, et s'arrête au bout de quelques instants en une certaine position P (fig. H 8). On laisse Tappareil dans cet état pendant six à dix minutes, le temps nécessaire pour que le papier soit influencé, puis on intervertit les pôles de la pile auxiliaire; on obtient alors une seconde image, symétrique de la première, qui laisse une trace on P' sur la feuille. La demi-distance P P' mesure la dévialion produite par dix éléments Daniell. On peut ainsi exprimer exactement, en éléments Daniell et, par suite, en volts, le potentiel de Tair à un instant quelconque.

APPLICATIONS DES ÉLECTROMÈTRES. 223

Lorsqu'on mel le réservoir en communication avec le sol, rimage mobile revient immédiatement au zéro et laisse sur le papier une trace 0 qui persiste jusqu'à ce que Tisolemcnt ait été rétabli. L'enregistreur donne ainsi de lui-même une vérification quodienne du zéro.

Les graduations doivent être renouvelées fréquemment ; en eflety les conditions primitives d'isolement ne persistent pas indéfiniment; Tacide s'hydrate, et peu à peu les déviations pour une même charge diminuent d'amplitude; lorsque la déperdition est bien accusée, ce doht il est nécessaire de s'assurer de temps en temps, il faut démonter l'appareil, descendre le réservoir, et procéder avec les précautions d'usage au renouvellement de Tacide sulfurique dans les isoloirs et dans le vase de Télectromètre.

243. Applications diverses. — Nous examinerons ultérieurement les applications de Télectromëtre à la mesure de certains éléments dont nous n'avons pas encore entrepris rétude. Citons, par exemple, la détermination de la capacité des condensateurs, la mesure des hauts potentiels par le condensateur, la mesure de l'intensité des courants périodiques, la mesure de la puissance électrique, la détermination des coefficients d'induction, etc.