ÉLECTROMÈTRE A CADRAN

Il conviendra aussi géndralemenl de placer au-dessous des conducleui’s, entre les pieds de la niacliine, un petit fourneau allumé qui diminue l’état hygrométrique de l'air ambiant.

Quand on prend soigneusement toutes ces précautions, quel

que soit l’état de l’air, on parvient à faire fonctionner la machine

seule d’une façon trùs-convenable; mais il n’en est pas de même quand il s’agit de charger un condensateur ou une batterie ; cette dernière opération est souvent impossible, nous en verrons la i-aison plus loin.

La manière dont la machine se charge et conserve son électricité est accusée par l’électromèlre à cadran. Cet instrument est formé d’un support conducteur (fig. 351), portant un cadran en ivoire. Au centre du cadran se'troiivc un petit pendule formé d’une lige aussi en ivoire et d’une petite balle en moelle de sureau. Lorsque les conducteurs s’électrisent, le pendule est repoussé et s’écarte d’un angle d’autant plus grand et d'autant plus vite que la charge est plus forte et 351. -Électromètre à cadran, que la déperdition est moindre.

Quand l’air est très-humide et qu’on cesse de tourner, on voit le pendule retomber instantanément dans la verticale, tandis que par un temps sec il s'abaisse lentement et présente encore un écart .sensible au bout de deux ou trois minutes.

429. Machine de Nairne. — La machine de Ramsden ne fournit que de l’électricité positive; pour avoir de l’électricité négative, il faudrait i.soler du sol les coussins et les mettre en communication avec un conducteur isolé. C’est une disposition de ce genre qui est employée dans la machine de Nairne.

Un large cylindre de verre (flg. 352), rétréci à ses deux extrémités, se termine par deux parties métalliques qui sont sur le prolongement de l’axe et reposent sur deux coussinets. L’une de ces extrémités est munie d’une manivelle. Parallèlement au cylindre de verre, sont placés deux cylindres en cuivre et isolés; l’un d’eux est armé de pointes en regard du conducteur de la machine, l’autre

MACHINES ÉLECTRIQUES

fomimini(iue avec un frottoir et recueille, par conséquent, l'élec- Iricilé (le ce dernier. On peut ne conserver que l’une desjdeu.v (deriiiciUîs; il suffit pour cela de faire coininuni(iuer avec le sol

Fig. — Macliiih! Nairiio.

le conducteur correspondant à l'autre électricité. La machine de Xairne est aujourd’hui trf-s-peu répandue.

430. Machine de M. Winter. — M. ^Vinter, de Vienne, a construit un modèle modifié de la machine ù plateau, qui est assez n'pandu en Autriche et qui parait présenter qiichpies avantages.

Il y a, comme le montre la figure 353, une seule paire de cou.ssins, en communication avec une sphère métallique supportée par une colonne de verre. Cette sphère peut être employée à recueillir l’électricité négative, comme cela a lieu dans le conducteur négatif de la machine de Nairne. Le conducteur principal est formé d’une sphère isolée surmontée en général d’une sphère plus petite. A l’e.vtrémité du diamètre passant par le frottoir, se trouve un anneau eu bois servant à recueillir l’éleclricité du plateau. Il présente, à cet effet, une fente assez large pour permetttre le passage du idateau ; les deu.v faces en regard de ce dernier sont évidées et garni(‘s chacune d’iine lame de laiton armée de pointes, de fac'on à favoriser l’écoulement du fiiiide.

MACHINE DE WINTEU.

La machine de Winter parait donner, tonies clioscs égales d’ailleui-s, des étincelles pins longues que la machine orditiaire. Celle circonstance est due, en parlie du moins, ,i la distance consi-

Fig. 353. — Macliinc de M. Winter.

dérahle qui sépare le frottoir du conducteur; de cette façon, les décharges entre ces deux parties de la machine ne peuvent se produire; ces décharges latérales conUibuent notablement, dans le système ordinaire, à diminuer la tension limite.

431. Machine hydro-électrique. — M. .\rmstrong a fait connaître, vers 18!i0, une machine électrique fondée sur le frotleinenl de la vapeur contre les parois des orifices par lesquels elle s’échappe sous une forte pression. Celte machine se compose (fig. 33(i) d’une chaudière à foyer intérieur, supportée par des pieds de verre. La vapeur, avant de s'échapper, passe par l’intermédiaire de tubes dans une boite réfrigérante contenant de l’eau. Des mèches de coton plongent dans cette eau et l’amènent par capillarité au contact des liilxîs sur lesquels elles reposent. Il en résulte un refroidissement qui détermine la liquéfaction partielle de la vapeur. On a reconnu que c’était là une condition indispensable, le frottement de la vapeur parfaitement sèche ne développant pas d'électricité. Ce u’esl donc pas.

Fig. 35F. — Machine d'Armstrong.

l'éleclricild positive, on dirige le courant de vapeur sur un peigne métallique en communication avec un conducteur isolé.

La disposition des ajutages par lesquels la vapeur s’échappe a une importance fondamentale. La figure .^53 montre comment la vapeur, arrêtée dans sa marche par une languette métallique, contourne cet obstacle et s’échappe finalement par le tube formé onlinairement de buis.

550 MACHINE.S ÈLECl RtgUES.

à proprement parler, la vapeur qui donne l’électricité, ce sont les gouttelettes d’eau, et la vapeur ne constitue qu’un moyen de produire une friction énergique. Quoi qu’il en soit, le jet de vapeur s’électrise positivement et la chaudière négativement. Pour recueillir

MACHINE HVDRO-ÈLECTRIQLE.

Pour que la machine hydro-électrique fonctionne bien, il faut que la pression soit de 7 ii 8 atmosphères; l’eau qui remplit la chaudière doit d'ailleurs être de l'eau distillée. Si dans le tube qui précède le bec de dégagement on introduit une dissolution saline, toute trace d’électricité dis[)arait immédiatement. La nature des parois qui constituent le tube de dégagement influe sur le développement de l’électricité; il en est de même de la nature du liquide que la vapeur entraîne. Ainsi, loi’squ’on introduit dans le jet de vapeur une petite quantité d’essence de térébenthine, la chaudière s’électrise positivement.

La machine hydro-électrique a une très-grande puissance. L’Institut polylechnhiue de Londres en possède une dont la chaudière, de 2 mètres de longueur suri mètre de diamètre environ, présente f|6 becs de dégagement. Les étincelles, ([ui peuvent atteindre 60 centimètres de longueur, ont une intensité vraiment redoutable. Toute- Vig. 35.'>. — oriiice d’écouiefois ce sont des appareils d’un maniement '“p®*"'-

fort incommode; la mise en pression de la vapeur d’eau, A 7 ou 8 atmosphères, demande un chaulfage prolongé; la chaudière doit d’ailleurs être chaque fois lavée très-soigneusement à la potasse, et enfin le fonctionnement de la machine est accompagné d’un énorme dégagement de vapeur, qui, outre le bruit intolérable qui l’accompagne, a le fûcheux cITet de couvrir d'humidité les apjjareils. Aussi la machine hydro-électrique est restée un appareil spécial, dont on peut constater, A un moment donné, les curieux effets, mais dont on ne se sert point pour la production courante de l’électricité.

432. Machine de M. Holtz. — Dans les machines qui viennent d’ètre décrites, l’électricité est produite par le frottement continu d’une substance contre une autre. On connaît aujourd’hui des appareils d’un genre tout différent, dans les<juels un corps électrisé, une fois pour toutes, agit par influence sur un système mobile et donne lieu A une production continue d’électricité. M. Holtz, de Berlin, et -M. Toppler, de Riga, ont, dans le courant de l'année 1865, fait connaître, chacun de leur côté, un appareil fondé sur ce principe nouveau. La machine de .M. Toppler, très-compliquée d’ailleurs, est

368 MACIlINKS ÈLKCTB I OL’IiS.

peu répiUKlue, el les savants frani’ais iic la connaissent <iue |>ar le inodùlc qui figurait à l'Exposition de 1867.

Lu machine de M. Huit/ est au contraire très-rdpandue; son maniement est des plus faciles et son iniroduclinn dans les ralii-

Kig. 336. — Machine de Holli.

nets de physique constitue un service très-sdrieux rendu au.\ sciences et à l’enseignement.

La machine se compose d’un plateau de verre fi.xe A, au-<levanl duquel tourne un plateau mobile B de la m6me substance; sur le plateau fixe, aux extrémités du diamètre horizontal, sont pratiquées deux ouvertures munies chacune d’une armature en carton; ces dernières présentent, comme le montre la figure, deux pointes/". /" dirigées en sens contraire du mouvement du plateau. Deux peignes métalliques P et P’ son! placés en regard des fcnéti'es, mais de l'auh e côté du plateau mobile; ils communiquent avec deux conducteur isolés, terminés par les houles n et ni, que l’on peut appeler les pôles de la machine, et qui peuvent être approchées plus ou moins l’une

MACIIINK DE HOLTZ.

lie l’autre. Pour mettre l’appareil en activité, nu amène en contact les (leux boules m et «, et on électrise l’une des deux armatures, /"par exemple, en la mettant en communication avec une plaque de caoutchouc électrisée négativement; on fait alors tourner le plateau pendant quelques instanls, et on sépare graduellement les deux Imules.

Il se produit immédiatement entre elles une sorte de bruissement continu, résultant de la réunion rapide des électricités contraires des deux pèles. Dans les conditions indiquées, la Iwiile ii forme le pôle négatif et la boule jn le pôle positif de l’appareil. Par iiil temps sec, la machine, une fois amorcée, peut fonctionner pendant un temps trés-considéiable, pourvu que l'on continue à tourner le plateau; mais elle s’arrête rapidement quand l’air est chargé d’humidité, qui parait même avoir sur elle une inlluence ])lus fâcheuse encore que sur la machine ordinaii e. La théorie des deux fluides rend sufOsamment compte de la nature des elTets produits. En elTet, dans celte machine, l’électricité négative de l’armure f décompose par Influence le fluide neutre du conducteur qui lui prend sa charge et se trouve ainsi électrisé négativement. Quant à l’électricité positive, elle s’écoule par le peigne et vient charger la partie du plateau mobile qui lui fait face; celui-ci demeure électrisé posilivement jusqu’au moment où il se trouve amené par la rotation en regard de la pointe de l’armure f ; celle-ci se charge donc posilivement et le fluide négatif vient de l’autre côté du plateau tournant, qui se trouve ainsi avoir deux charges contraires sur ses faces opposées, et qui peut être considéré, par conséquent, comme ft l’état naturel. .Mais aloi-s, par l’action de rarmurc positive f, il se produit un phihiomêne inverse de celui qui avait eu lieu en f. et le conducteur m .se charge d’électricité positive, tandis que l’électricité négative vient neutraliser celle de nom contraire qui se trouvait sur le plateau tournant. Celui-ci, ne conservant plus que son action négative, maintient par son influence la charge de l’armature f, qui agit à son tour sur le conducteur correspondant et ainsi de suite. On volt donc que l’électrisation primitive une fois produite, s’il n’y a pas une déperdition trop considérable d’électricité, le mouvement du plateau entretient les charges contraires des deux

MACHINES ÉLECTRIQUES

armatures qui, à leur tour, inainlicnnciit les deux conducteurs dans des états électriques opposés.

Nous n’avons pas tenu compte, dans cette explication, de l’influence e.xercée sur le plateau tournant lui-méme; il est clair qu’elle aurait pour résultat de constituer un état électrique inverse de celui qui donne lieu aux elTets ordinaires de la machine ; mais la mauvaise conductibilité du plateau empêche la décomposition de son fluide neutre de se produire avec un peu d’intensité : on peut donc considérer comme tout â fait insignifiant le rôle qu’elle joue. On pourrait toutefois concevoir que dans certaines circonstances il n’en fût pas de môme, et alors le fonctionnement de la machine en serait sensiblement altéré.

M. Hoitz a tout récemment fait subir à sa machine une modifi-

Fi^. 357. — Machine de llolu à plateaux horizontaux.

cation très-intéressante. Les deux plateaux sont disposés liorizontalemeut (fig. 357), ils ne présentent plus de fenêtre ni d’armature, et * ils reçoivent tous deux un mouvement de rotation en sens contraire l’un de l’autre. Deux conducteurs armés de peignes sont placés ati-

ÉLECTROPHORE.

dessus du disque supérieur, aux extrémités d’un diamètre, et deux autres au-dessous du disque inférieur, aux extrémités du diamètre perpendiculaire. Le tout forme deux couples provenant chacun de la réunion d’un conducteur supérieur avec un conducteur inférieur. Pour amorcer la machine, on place un secteur de caoutchouc électrisé surle disque supérieur en face d’un des peignes inférieui-s; au bout de quelques instants de rotation le secteur peut être enlevé et un flux continu d’électricité jaillit entre deux des pôles opposés des couples conducteurs. On place souvent, comme le montre la figure, à la partie supérieure, un peigne opposé au peigne inférieur. Cette disposition, qui n’est pas nécessaire, paraît augmenter l’elTet de la machine.

La théorie de l’électricité par influence s’applique ù celte nouvelle disposition de la machine de Holtz, dans laquelle les peignes jouent, par rapport au plateau opposé, le rôle que jouent dans la première machine les armatures de carton par rapport au plateau mobile. Sans entrer dans plus de détails, il est impossible de ne pas remarquer dans ces curieux appareils une transformation du mouvement en électricité analogue à la transformation du mouvement en chaleur dont nous avons parlé plusieurs fois.

433. Électrophores. — On a souvent besoin, dans les laboratoires, d’une étincelle électrique; il est facile de l’obtenir en employant un appareil beaucoup plus simple que la machine électrique que l’on nomme ileclrophore.

11 se compose d’un disque de résine (fîg. 358) sur lequel repose un plateau conducteur B supporté par un manche isolant CD. On électrise le premier en le frottant avec une peau de

chat ou avec une étoffe de laine, puis on

, Fig. 3ü8. — Electrophore.

place au-dessus le plateau conducteur.

L’électricité neutre de ce dernier est décomposée par l’électricité négative de la résine, le fluide positif est attiré à la partie inférieure et le fluide négatif repoussé à la partie supérieure. Si alors on touche le plateau conducteur avec le doigt, le fluide repoussé s’écoule dans

i-HVs. nEsciiAsri..

MACHINES ÉLECTRIQUES

le sol et il ne resie que le fluide positif; si donc on soulève le plateau par son manche isolant, ce fluide se répandra librement sur sa surface et on pourra en tirer une étincelle. Comme la résine garde longtemps son électricité, surtout si l’air est sec, en posant de nouveau le plateau conducteur et opérant de la même manière, on pourra obtenir successivement un très-grand nombre

Fig. 359.

d’étincelles.

434. Électrophore tournant de M. Bertseb. — On voit que, pour obtenir avec l’élcctrophore des étincelles successives, il faut

alternativement élever et abaisser le plateau. On peut remplacer ce mouvement alternatif par un mouvement tournant; c’est à peu près ce qui a lieu dans la machine que représente la figure 360 et qui a été récemment construite par M. Bertsch.

On électrise un secteur en caoutchouc durci (flg. 359) et on le place h la partie inférieure d’un plateau de même nature 1) (fig. 360) auquel on imprime un mouvement de rotation. En regard de la partie inférieure, du plateau se trouve un peigne métallique N faisant partie d’un conducteur G en communication avec le sol. A la partie supérieure, un autre peigne M communique avec le conducteur A. Sous l’action du secteur électrisé, le conducteur G fournit par le peigne N du fluide positif qui vient charger la portion du plateau qui est en regard. En passant devant le peigne supérieur, le plateau agissant par influence électrise positivement le conducteur et revient à l’état naturel. On aura donc, par la rotation continue, une production constante d’électricité dans le conducteur A, qui joue ici le rôle du plateau conducteur de l’électrophore. On augmente très-sensiblement l’effet produit en mettant le conducteur A en communication avec un conducteur de grandes dimensions E.

Malgré l’analogie réelle qui e.visie entre la machine que nous venons de décrire et celle de .M. Iloltz, il y a lieu de remarquer toutefois que, d’après le jeu de celte dernière, la charge primitivement imprimée se maintient sur les armures, tandis qu’ici c’est un

MACHINE DK M. BEHTSCII.

corps cicctrisv qui agit par sa cliargc et dont l'action diminue naturellement à mesure qu’il y a déperdition; c’est, en d’autres termes,

Pig. JOO. — Machine de M. Beri5<*h.

un électropliorc qui demeure plus ou moins complètement chargé, tandis que dans la machine de llollz c’est un électropliorc qui se recharge de lui même à cha(|ue révolution du plateau mohile.