CHAPITRE XL

(’.ONDKNSATION UK I.’ f. LKCT U ICITfi.

446. Condensateurs. — On (l('‘signp sou.s lo nom de coiulotsnteurs des appareils ilans Icsciuels on parvient à accnnuiler de l'dlec- Iricild en quanlild plus eonsiddral)le que relie «pie l'on aurait oblenue par la simple communication avec la machine élecirique. l'n condensateur est e.ssentiellemeut fornu’ «le deux plateaux comlucteurs A et B (fig. 379) séparés par une lame isolante C. On met on communication l’un des plateaux A avec la machine élecirique, tandis que le plateau B communique avec le sol ; dans ces circonstances le plateau A, quon désigne sous le nom de plaleau collecUur, se charge d’électricité positive, et le plateau B, appelé plateau noiideusateur, se charge ” d’électricité négative. De 'plus, la «pian- Fig. 3711. — Condensateur tité d’éleciriciti; de A est supérieure à

(liùoriqui-. ....

celle dont il se serait charge si on reilt simplement mis en communication avec la machine élecirique. En eiïet, dans ce cas le fluide se serait répandu sur le conducteur et le plateau, conformément aux lois m«‘cani«iiies dosa distrihution, et il se serait produit un étal d’i’quilihre dans lequel les molécules voisines du plaleau auraient éprouvé de la part des molécules environ liantes des actions égales et contraires. Supposons «pi'aloi-s on approche le plateau B, son électricité naturelle sera décom-

CONDENSATKL'K.

posée eu électridlé positive qui s'écoulera dans le sol et eu éleclricilé négative qui sera attirée à la partie antérieure du plateau. Celleci agissant par voie d’attraction sur le fluide de la machine, ou voit que l’équilibre sera rompu et qu’une nouvelle quautilé d’électricité positive pénétrera dans le plateau ,\. Cette nouvelle quantité d’électricité produisant une nouvelle décomposition par influence, le même phénomène se reproduira successivement et, par suite, il y aura accumulation d'électricité positive dans le plateau A et d’électricité négative dans le plateau lî. Le nom de condensateur est donc juslilié.

Cette accumulation d’électricité a d’ailleurs une limite, car pour une quantité d’électricité i)ositivc quelconque <iui entre dans le plateau A, il se ])roduit dans IJ une quantité d’électricité négative moindre. La force répulsive croît donc plus rapidement que la force attractive, et il se produira nécessairement un nouvel éta d’tHjuilihre. On dit alors que le condensateur est chargé. D’ailleurs, l’accumnlation continuant, il arrivci'ait un moment où les deux fluides, en vertu de leur attraction mutuelle, se réuniraient en perçant ou contournant la lame isolante. Il importe d’éviter que ce phénomène se produise dans les appareils : il ùmt pour cela donner à la lame isolante une étendue ou une épaisseur en rappori avec la puls.s;incc de la source électrique que l’on emploie.

Loi'sque le condensateur est chargé, les deux fluides ne sont pas distribués de la même manière sur les deux plateaux. En elTrd, le plateau B communiquant aveé le sol, il n’y a pas de fluide l'épandu sur sa face postérieure qu’on peut considérer comme à l'élat naturel, aussi en le touchant avec un plan d’épreuve on n’emporte pas d’électricité. Le plateau A, au contraiie, étant en communication avec la machine, présente sur sa surface une couche électrique en continuité avec celle des conducteurs. On peut même admettre, .si les dimensions du plateau collecteur ne sont pas considérables, (jue la charge des conducteurs n’est j)oint modifiée par leur communication avec le condensateur. On remarque, en effet, que le pendule de l’électromètre à cadran s’écarte dans les deux cas de la même quantité.

Si, à l’aide d’un conducteur formé de deux branches à charnière muni de manches de verre et terminé par les houles Al et A

58î CONDENSATION DE L’ÉLECTRICITÉ.

(fig. 380), on réunit le plateau A et le plateau B, il se produit une brillante étincelle provenant de la combinaison des électricités positive et négative accumulées dans les deux plateaux, et le conden- ■saleur se trouve déchargé. Lorsque le condensateur ne renferme

Kig. 3X0. — Dicharge du condensateur.

qu’une petite quantité d’électricité, il n’est pas besoin d’employer l’appareil précédent, appelé excitateur à manches de verre; on peut se servir de l’excitateur simple (fig. 381), formé d'un arc métallique à charnière servant à réunir les deux plateaux. L’expérience prouve, en effet, que le mouvement des fluides électriques se fait surtout dans les systèmes conducteurs, de sorte que le corps de l’expérimenlateur reste en dehoi's du phénomène. Jlais si on venait à réunir les deux plateaux à l’aide des mains, c’est par le corps même que se ferait la réunion des lluides et il en résulterait une commotion très-vive.

447. Découverte de Cuneus. — C’est à l’observation d’une commotion de ce genre qu’est due la découverte de la bouteille de Leyde, l’un des instruments les plus connus de l’électricité. Dans le courant de l'année 17Ù6, Cuneus, élève de .Musclienbroeck, célèbre physicien de Leyde, voulant électriser de l'eau, se servait, en le tenant il la main, d’un fiacon è large goulot (fig. 382) dans lequel pénétrait une chaîne en communication avec le conducteur de la machine électriiiue. Loi-sque l’expérience eut duré (|nel(iue temps, il voulut, pour abandonner l’eau <t elle-même, retirer la chaîne conductrice;

EXPÉRIENCE DE CÜNEUS.

il (.'prouva, au moment du contact, une commotion qui IVpouvanta au plus haut dcptré et lui fit abandonner le flacon qui alla se briser sur le sol. Musclienbroeck ayant rt'pétd l’expciricnce en fut plus vivement impressionné encore : il lui fallut deux jours pour se remettre

Fig. 382. — ExpOrioncc de Cuncus.

de son effroi, et il écrivait ü Réaumur que pour la couronne de France il ne voudrait pas s’exposer à une seconde commotion. La nouvelle de cette expérience extraordinaire se répandit en Europe avec la rapidité de l'éclair, tous les physiciens la répétèrent <i l'envi, l'appareil destiné à la produire fut successivement modifié et amélioré ; il constitue aujourd’hui ce que fou appelle la bouteille de l.rydc. Il est aisé de voir d'ailleui’s qu'il y a dans rexpérience de Cuneus un véritable phénomène de condensation : en effet , le liquide contenu dans l’intérieur de la bouteille correspond au plateau collecteur, la main joue le rôle du plateau condensateur et la lame isolante est formée par la substance même du flacon. Au moment oi'i rexpérimentateur enlève la chaîne, il établit lui-mèine une communication entre les électricités des deux systèmes conducteurs, et leur réunion produit la coniinotion observée.

CONDKNSATION DE L'ÉLECTRICITÉ.

448. Bouteille de Leyde. — .La bouteille de Leyde, telle qu'oii lu construit aujourd’luii, .se compose d'uii flacon recouvert à l’extérieur d’une feuille métallique (lig. 383) qui .s’élève jusqu'à une petite distance de la naissance du goulot. L’intérieur est rempli de feuilles conductrices en contact avec une tige métallique (|ui traverse le bouchon et se termine extérieurement par une boule. Comme le

FiR. 383. Fig. 38i.

Charge de la bouteille de Leyde. Décharge de la bouteille de Leyde.

verre est assez liygrométrique, on recouvre ordinairement d’une couche de cire ou de vernis isolant le goulot et le flacon ju.sqn’à l'origine de la feuille extérieure. I,a bouteille de Leyde forme, comme on voit, un condensateur; la feuille de métal qui est à l’extérieur se nomme l’urnia/t/rc extérieure; la lige et les feuilles en communication avec elle forment Vurmniure intérieure. Si l’on fait communiquer rarmaliire intérieure avec la macliine électrique et l’armalure extérieure avec le sol, la première st' charge tl’électricité positive et la seconde d’électricité négative. En les réunissant ensemble par un arc métallique, comme le montre la ligure 38!i. il .se produit

BOUT K II I. U O K l,i;vi)l-:. :m

une élincelle dont rinlensilé est en iiiiii)ort avec le degré tle dinrge et les dimensions de l'appareil.

449. Décharges secondaires. - Lorsipie l'on a déjà réuni les deux armatures d’une bouteille de Le} de, on peut obleuir encore une petite étincelle en les réunissant de nouveau et cela un certain nombre de fois-, c’est ce <]uc l’on appelle les décharges secondaires. Leur origine s'exi)li(ine facilement. Il résulte, en effet, de la théorie (pie la (piantité d’électricité du plateau collecteur surl)asse celle du plateau condensateur. Il reste donc, aprf'S la première décharge, une ceitaiiie ipiantité d’électricité sur le luemier plateau. Celle-ci détei uiine la luoductiou d’électricité coulraiie sur le second plateau, mais toujoui-s eu ijuantité moindre <iu’elle-iuème; on devra donc obtenir une seconde élincelle qui, théoririuement, devrait être suivie d’une infinité d’autres; mais comme en réalité elbis diminuent rapidement d’intensili-, au bout de peu de temps elles cessent d’élre perceptibles.

Le phénomène dont il s’agit a d’ailleurs une autre cause. Eu effet, les cleclricilés de nom contraire, s’attirant à Iravei’s la lame isolaule, doivent se porter, au moins pour la [ilus grande partie, sur les deux faces de celle lame et même pi’mélrer à une certaine profondeur dans l’intérieur. Or, au moment de la décharge, le défaut de conductibilité de la lame oppose aux mouvements des fluides une certaine résistance qui empêche leur neutralisation complète. Il se produit ainsi successivement une nouvelle dis|)osition de l’électricilé, qui donne lieu aux diverees décharges ([ue l'on observe et ipii peuvent, quoiipie fort peu intenses, être très-nombreuses.

On vi-rilie directement que l’électricité du condensateur réside principalement sur la lame isolaule eu se servant de la bouteille à armalures mobiles (fig. 385) imagiiu>c par Franklin. .\près avoir chargé la bouteille à la manière ordinaire, on la pose sur un isoloir; on enlève avec un crochet de verre l'aiinalurc intérieure que l’on touche

Kip. IWr>. — Douteillc du Frunkliii.

CONDKNSATION DE L’ É LECXn ICITÉ.

pour la inelire à l'élat naUircl. O» touche aussi raniiature exlêrieure après avoir enlevé la lame isolante et on assemble de nouveau la Iwuteille, qui fournit une étincelle à peu près aussi vive que celle qu’elle aurait donnée directement.

450. Décharge successive du condensateur. — \a lieu de décharger instantanément la bouteille en réunissant les deux armatures, on peut procéder par contacts alternatifs. A cet effet, après l’avoir chargée, on la place sur un isoloir et on touche l’armature intérieure. Il se produit alors une petite étincelle duc à l’écoulement d’une partie de l’électricité positive dans le sol. .Mais, par suite de cet écoulement, une partie de l’électricité négative qui était retenue en totalité à la surface de la lame isolante se répand sur la surface de rarmature extérieure, et on peut en tirer une étincelle. C’est alors une portion du fluide positif qui se répand sur l’armature intérieure d’oi’i l’on peut tirer une étincelle et ainsi de suile. Il est évident d’ailleurs que, à chaque contact, on n’enlève qu’une fraction de l’électricité que contient l’armature. Il faudrait donc théoriquement, pour opérer la décharge complète, un nombre de con

(fig. 386). L’armature intérieure se termine par un timbre, et l’armature extérieure communique par le moyen d’une languette d’étain avec un autre timbre supporté par une colonne métallique. Enfre les

tacts indéfini; mais comme, en réalité, l’électricité se pei’d par l’air en même temps que se produit l’opt^ ration précédente, il arrive toujours qu’au bout de peu de temps l’appareil a perdu la totalité de son électri-

^ cité.

■ Ladéchargeparcon-

Fig. 3SG. — Dircliarge altcnmtivc.

tacts alternatifs peut se faire à l’aide de la bouteille à carillon