IIKPARTITION DE EA CHALEUR DANS UN CIRCUIT

l’oUnnlion de leiniif^raliire sera considc^rable, mais la (]iianlilé de clialeiir piodiiile sera |)rise sur la (|uanlité lolale et, pai' coiist'*iiuenl, celle qui .se rappitrle à l'aulre partie du circuit sei’a diiiiiiiui‘e d'aulaitl. M. Favre a vérifié direclemeiil ce résullal. Ou place au delioi-s du caloi'imèire une spirale de fil Irès-fiii el ou mesure (lireclemeul la quaiilité de chaleur produile ])ar le passage du courant. D'aulre part, ou délerrnine la quaulilé lolale de chaleur fournie par la pile. On trouve un nombre moindre que celui ijui a élé indiqué toul à flieure, mais qui en dilTère précisément de la quanlilé correspoudanle à i’échauircuneul du fil extérieur.

574. Conversion de la chaleur en travail. — On Irouve dans ces très remarquahles expériences une conlirmalion de la théorie qui considère la chaleur comme un mode spécial de Iravail. .M. Favre ayant disposé une pile de cini| éléments de Snn-e dans une inoulle d’un calorimètre, mit le circuit en communication avec un électro-aimant jilacé dans un second calorimètre; les lils extérieurs étaient assez gros jiour qu’on pèt négliger leur résistance. L'électro-aimant était d’ailleurs susceptihle de mettre en mouvement un petit moteur qui, à l’aide de poulies placées au dehoi's, soulevait un poids.

Dans ces circonstances, si l’on fait circuler le cnurant dans réleciro-aimaul sans que le moteur fonctionne, on trouve une quantité totale de chaleur précisément égale à celle (pu résulte du Iravail chimique de la pile; mais si on établit les communications de manière que le poids .soit soidevé, la (luaulité de chaleur communi(iuéc au calorimètre est sensiblement tnoindre. Soit Q cette diiïérence e.vpriméc eu calories, T le Iravail extérieur que l'on peut

directement mesurer, exprimé eu kilogrammètres, le (|iiotient-j^

iloniiera une expression de ce ijuc nous avons ai)pelé (A57) l’équivalent mécanique de la chaleur. M. Favre a trouvé ainsi pour cet ('•quivalent hli'-t kilogrammètres, nombre peu dilTérent de celui que nous avons indiqué au paragraphe déjà cité (à25 kilogrammètres) et qui résulte de rexpérience directe de M. Jovde.

575. Lumière électrique. — Lorsijuc l’on termine les i-héophores d’une forte pile par deux cènes formés ifun chai'hou comlucteiir

EFFKTS C.VLOHIFIQI ES 1‘RODnTS l’AK LFS COURANTS.

tel que le coke, le charbon calcind, le charbon de cornue, et qu’on les rapproche jus(|u'au contact, il se produit un jet lumineux d’une inlensil(' éblouissante (fig. 500). Lue fois le contact établi, on peut éloi}?ner les deux charbons l'un de l’autre jusqu’A une distance plus

Fi|;. 5U9. — Lumière électrique.

OU moins considérable, suivant l'intensité du courant, mais tpii peut aller jusipi'à tO ou 12 centimèires. L’espace qui les sépare demeure occupé par un arc lumineux dont l’éclat et la temptoature dépas.sent tout ce tpi’on peut obtenir par les moyens connus; c’est ce que l’on appelle l’arc volunque. Cette brillante expérience a été faite pour la première fois dans le commencement du siècle par llumpbrv-Davy avec une pile de 3000 couples.

L'arc voltaïque ne doit pas être confondu avec la série d’étincelles que l’on obliendiail en approchant l’un de l’autre deux corps chargés, l’un d’électricité positive et l’autre d’électricité négative; c’est un véritable circuit conducteur formé de particules volatilisées, transportées d’un pôle à l’autre, et fai.sant partie du courant au même titie qu’un fil métallique qui serait rougi par l'action voltaïque.

Ce transport de particules est extrêmement marqué dans les charbons, et en projetant leur image sur un écran on peut rendre le phénomène visible pour un grand nombre de spectateurs. Il suffit, pour faire cette projection, de disposer l'arc voltaïque dans une caisse

AUC voltaïque.

fermée, dont rime des parois présente une lentille. La ligure 510 montre l’image que l’on ohlient en opérant de celte façon. En suivant l’e.xpérienco pendant quelque temps on peut apercevoir directement des iiarlicules de charbon incandescent travei’sant la lon-

Kig. SIO. — Image des charbons.

gueur de l’arc, tantôt dans un sens, tantôt dans un autre, mais plus fréquemment toutefois dans le sens môme du courant. Celte circonstance e.xplique la forme dilTérente des deux charbons. Le charbon positif se creuse par suite de la perte de matière qu’il éprouve, tandis que l’extrémité négative semble s’accroître. En opérant dans le vide, le phénomène est beaucoup plus précis ; une sorte de cône s’amasse au charbon négatif, tandis que le charbon positif se creuse

EFFETS CALORIFKJUES l'ItUllLFlS l’AR LES COURANTS.

(l’une cuvilé dont la forme semble reproduire celle de la malière traiisporléc au p(^le opposti; c’est la combuslion (jui emp('clie ces apparences d’être aussi maniuêes ijuand on opc'u edans l’air.

L’arc voltai([ue offre la source de chaleur la plus intense (fue l’on connaisse. Dans des expériences «lui sont restées classi(iues, Despretz a pu fondre et volatiliser des corps réputés jus(iiie-là comme étant tout à fait réfractaires; le charbon Ini-même s’est ramolli et a donné des traces non (•(iuivo(]ues de fusion.

L’arc voltaKiue, étant constitué par le courant lui-niéine, doit naturellement être sensible à l’action de l’aimant; cette prévision, si simple aujourd’hui, pouvait passer pour une conjecture bien hardie avant la découverte de l’électro-magnétismc; toutefois elle fut émise par Arago, (jui .se fondait sur l’analogie de l’arc voltanjue avec l’aurore boréale. Comme on .savait dejuiis longtemps (jne ce dernier phénomène e.verce une perturbation manpiée sur les aiguilles aimantées, il supposa (lu’il devait y avoir une action entre les aimants et l’arc voltanpie, ce qui fut vérifié par l’expérience. Aujourd’hui iine l'on peut employer pour cette expen ience de Irôs-forls électro-aimants, elle s«,* fait avec une très-grande netteté. M. Qnet, par l’emploi d’un très-fort électro aimant dont les piMes étaient placi's de part et d’antre et à égale distance de la ligne qui joint l(‘s cliarbons, a |)u repousser l’arc cl le Fig. ail. — Action (fuii aimant coui'ber i’i la façoii d’uii dard de cJialu-

sur l’arc volt.iiquo. . . , . i ri.

' ineau, ainsi que le inonlre la figure 51 1.

576. Lumière de l'arc voltaïque. — La lumière de l’arc voltaïque a un éclat éblouissant, et depuis longtemps on a cherché à l’utiliseï’. L’insuccès de ces tentatives n’est pas seulement dd à l’infériorité économique de ce mode d’éclairage, mais aussi aux lAcheuses propriétés de la lumière électrique elle-même; celle-ci, en effet, a un caractère aigu (|ui blesse l’organe de la vision et peut même donner lieu à des accidents névralgiques plus ou moins graves. En outre, son [louvoir éclairant n’est pas en rajiport avec son éclat, elle briUe plus qu’elle n'éclaire, et surtout elle est difficile à

KKGL'LAJKrns l»K (.A I.L M I K II K K LKCTK lorE.

diviser et iracquierl vi^riliililpmpnt une intensité sulTisante <|ue lors(}uedéjà elle est trop vive. Il y a une application toulerois dans laiiuelle ces défauts n’ont aucune inllnence et on la lumière élec-

trique trouve un emploi approprié A sa nature: c’est celle qui est relalive aux phares. Ici, en elTel, la lumière n'a pas besoin d'éclairer, elle doit seulement être aperçue, et, sons ce rapport, la lumière électri(iue parait avoir, dans les temps brumeux, une pénétration supérieure à celle que fournissent les lampes à huile.

En dehors de cette application, on utilise la lumièrc électrique dans les cours pour remplacer la lumière solaire dans les expériences de projections; on s'en sert beaucoup au IhéAtre pour la production d’elTets lumineux très-divers-, on l’a employée ([iiehiuefois aussi avec succès pour l’éclairage des travaux de nuit. Comme les charbons s’usent par leur combustion, on doit faire usage, dans ces diverses circonstances, d’appareils régulateui-s qui maintiennent les charlMJtis à une distance convenable et donneni ainsi à la source lumineuse une fixité suffisante. Le principe des régulateui's assez nombreux, «jui sont aujourd’hui connus, est toujours le même; il consiste à utiliser les variations de l’intensité du courant, pour ramener les charbons polaires à la meilleure distance. .\ous décrirons succinctement ici les régulateurs de M. Duhoscc] et de M. Foucault.

577. Régulateur de M. Duboscq. — Il se compose (tig. 512) d’un rouage d’horlogerie animé par un ressort moleur contenu dans le barillet I* et régularisé par le volant A ailettes f/. Sous l'action de ce rouage les deux crémaillères S et T .sont mises en mouvement, la première par un pignon tenant au barillet, l’autre par une roue dentée concentriciue, de même denture et de rayon double; de cette façon la crémaillère ï s’élève, S s’abaisse, mais la première se meut deux fois plus vite. C’est elle qui porte le charbon positif c; le charbon négatif c' est fixé A la i)iècc T (jui se meut avec la crémaillère S. On a reconnu par l’expérience que le charbon positif s’use deux fois plus vite que le charbon négatif, c'est pour cela qu’on lui fait faire deux fois plus de chemin. Mais si, au lieu de la pile, ou se servait des machines électro-magnéti(iues que nous décrirons jvlus loin et dans lesquelles le courant change de sens A chaque révolution, chaque charbon serait alternativement positif et négatif, et il faudrait dans

7iO EFFETS CALORIFIQUES PRODUITS PAR LES COURANTS,

ce cas les faire marcher avec la même vitesse. Le courant fourni par la pile entre par la home II, anime rcMeclro-aimanl BB, d’oi'i il

passe à la crémaillère T cl de là au charbon positif c; du charl)on négatif c' il se rend à la crémaillère S et sort par la borne B'. Le noyau en fer doux de l’éleclro-ainiant attire un contact mobile K toutes les fois que le courant circule dans la bobine ; au contact est attaché un levier coudé L mobile en F' autour d'un axe horizontal; il est i)oussé par le ressort antagoniste s et appuyé supérieurement contre un levier plus court l mohile autour de l'axe o. Ce petit levier |)orte à sa partie inférieure un hecen acier ni destiné à arrêter une roue dentée placée à la partie inférieuie du modérateni f/.

Supposons <|ue les deux charbons étant placés à la distance convenable, on lance le courant dans l'appareil, le contact est abaissé et le rouage arrêté par le bec inférieur du levier /; à mesure que les charbons s’usent, la résistance devient de plus en plus grande et il arrive un moment où l'intensité

du courant est devenue as.sez faible Kig. 512. — Ki'giilati ur de M. Dubobcq. ,

^ pour que le ressort antagoniste produise son effet; le rouage est dégagé, les charbons se rapprochent, le contact est attiré de nouveau et il se produit un nouvel arrêt du rouage qui recommence bientôt à fonctionner, et ainsi de suite.

Un petit levier mobile à la main sert à arrêter à volonté le mouvement de l'appareil; le contact est d’ailleurs muni d'un pas de vis

RÈGI'LATKIR FOlCAliLT.

(jui permet de le rapprocher plus ou moins de rélcctro-aimanl, suivant la force de la pile dont on fait usage. Enfin, rensemble du rouage et des leviers est renfermé dans une boite mélalliqiic dont nne partie latérale peut être enlevée pour mettre à découvert la partie intérieure du mécanisme.

578. Régulateur de M. Foucault. — Le régulateur de M. Foucault est caractérisé par l’existence d'un double rouage moteur, susceptible de produire, suivant les circonstances, ou l'avance ou le recul des charbons; de cette façon, on peut éviter la mise en train à la main, qui a pour objet, au commencement, de placer directement les charbons à la distance la plus convenable; on prévient aussi l'extinction qui proviendrait de leur arrivée accidentelle au contact.

La figure 513 représente l’ensemble de l’appareil; ou a seulement supprimé quelques pièces intermédiaires des rouages. E est un barillet contenant un ressort moteur dont le mouvement .se communique par une série de mobiles au volant o; L est le second barillet contenant un ressort plus fort et dont le mouvement se communique au volant o’, les crémaillères porte-charbons sont mises en mouvement par des roues dentées faisant corps avec le iKirillet E. La roue qui mène le charbon positif a un diamètre double de l’autre, si l’on se sert de la pile, pour que sa vitesse soit double. Si le courant provient d'une machine électro- magnétique, une petite addition permet de rendre les vitesses égales. Le courant arrive par la borne C, parcourt le fil de l’électro-aimant E et par la partie métallique de l’appareil arrive à la crémaillère 1) <]ui porle le charlK)n positif, travei-se l’arc voltaïque, ari'ive au charbon négatif à la potence H et à une borne où se trouve fixé le rhéophore négatif de la pile. L’armature F de l’électro-aiinanl étant attirée, sa partie postérieure est soulevée, et ce mouvement est combattu par le ressort antagoniste 11; mais celui-ci, au lieu d’agir directement sur la partie postérieure, agit à l’e.xtrémité d’un levier placé au-dessus et mobile autour du point ,V. Ce levier présente ù sa partie inférieure un profil curviligne, de sorte que son point de contact avec l’armature change et que le ressort agit avec un bras de levier variable suivant l’intensité du courant. Le résultat de cette disposition, connue sous le nom de rfpariitcur de Robert-lloudin, est que l’armature, au lieu

PtlYS. DSSCIIANEL. 16

7Ï* EFFETS CALORIFtQüES PRODriTS PAR LES COURANTS.

d’ôtrc siinplenipnt ou altirde ou repoussée, ainsi que cela arrive

d’ordinaire, prend à chaque instant une position déterminée en rapport avec l'intensité du courant. Dans ces divers mouvements, le marteau T, lié à l’armature dans le voisinagedesonpoinl fi.xe, éprouve (les oscillations correspondantes. Si le courant faiblit, la tête t se porte vere la droite, arrête le volant du barillet L et délivre o; les charbons s’avancent alors l’un vere l’autre. Si le courant devient trop intense, c’est o qui est arrêté et le barillet L fonctionne à son tour en produisant le recul. Lorsque le marteau T est exactement vertical, les deux volants 0 et o' sont arrêtés et les charbons sont fixes. La courbure du levier sur lequel agit le ressort étant três-faible, les oscillations de l’armature sont très-petites, il en est de même de celles de l’embrayeur, et par suite, malgré les variations du courant, les charbons n’avancent et ne reculent que de quantités extrêmement petites, ce qui donne au foyer lumineux un caractère remarquable de fixité.

Pour empêcher que les deux systèmes d’avance et de recul se contrarient dans leur action sur les crémaillères, M. Foucault a fait

Fig. 513. — Régulateur de M. Foucault.