SECTION DEUXIEME

BES PH]ÉNOMKMES DIS FLUIDES ÉLBCTftlQUES EN t^UrUBEt.

11. Nous supposerons un ou plusieurs espaces remplis de fluide électrique neutre arec une quantité de fluide soit ritré, soit résineux, qui pourra être nulle ou de telle valeur qu'on voudra, et nous nous proposerons de chercher les manières dont les molécules de ces fluides devront se disposer et s'arranger pour l'équilibre des forces dont elles sont animées.

Ce problème présente deux cas bien distincts : le premier est celui oàles molécules électriques seraient soumises uniquement, mais entièrement et sans obstacle, aux forces qu'elles exercent les unes sur les autres en vertu de leur propre nature : ce cas est celui où les espaces que l'on suppose contenir ce fluide seraient l'intérieur de divers corps parfaitement conducteurs placés au milieu de l'air bien sec et conséquemment bien isolant.

Le second cas est celui où les forces électriques ne sont pas seules ou ne sont pas dégagées de tout obstacle dans la produc« tion de l'équilibre des molécules d'électricité.

Aeticle P'. —Equilibre des fluides électriques sue des corm conducteurs supposés sans action sur ces fluides.

Nous ne supposerons d'abord qu'un corps conducteur, et nous etaminerons ensuite le cas de plusieurs corps conducteurs.

12. Proposition, — « Dans un corps conducteur électrisé, toute » ^électricité se tient à la surface de ce corps. *»

Pour démontrer cette proposition, on prend une sphère creuse en cuivre dans laquelle on peut pénétrer par une ouverture faite à son sommet. Cette sphère est portée par un pied de verre, et on Télectrise en lui faisant toucher un instant les con-

M TRAltt DE PHYSIQUE.

éiMleurè àt la ntaehtne électrique ; ensuite, si on touche quelque point de la muf ace extérieure ayec une petite boule de cuivre attachée à l'extrémité d'un tube de verre, il sera facile de reconnaître que cette boule a pris de l'électricité en la portant sur la garniture B {fig. 218) de l'électroscope à lames d'or décrit au n* 6^ car, aussitôt le contact, les lames o et o' divergeront. Maintenant, que l'on enlève son électricité à cette petite boule en la touchant avec le doigt, et qu'après cela on l'introduise dans la sphère creuse poiu: lui faire toucher quelque point de son intérieur : si au sortir de la sphère on porte la petite boule sur le sommet d'un électroscope à lames d'or, il n'y aura pas d'effet sensible produit, d'où l'on conclut que l'intérieur de la sphère n'est pas électrisé. Mais ordinairement cette expérience réussit assex mal par plusieurs raisons; la première, c'est qu'à parler rigoureusement, l'électricité n'est nulle sur tous les points de l'intérieur de la sphère qu'autant que celle-ci est absolument fermée : c'est ce que démontre le calcul; la seconde, c'est que la petite boule, en passant près des bords de l'ouverture de la sphère, en peut recevoir un peu d'électricité* Pour assurer le succès de Texpérience, je prends une sphère toujours montée sur un pied de verre, mais dont la moitié supérieure est séparable du reste comme le couvercle d'une boite ; de plus, au sommet de cette espèce de couvercle est un manche de verre creux dans lequel passe, à frottement un peu dur, un tube de verre dont l'extrémité extérieure à la sphère se prolonge au dehors de 4 ou 5 pouces, et dont Textrémité intérieure porte une petite boule de cuivre, D après cela, quand les deux moitiés de ma sphère •ont réunies, j'ai une sphère fermée, sauf le petit trou d'une ligne ou deux qui donne passage au tube de verre. Après avoir éleotrisé cette sphère, je prends d'une main le manche de l'hémisphère supérieur pour l'appuyer sur l'inférieur, et en même temps j enfonce de l'autre main le tube de verre, pour que sa petite boule de cuivre touche la surface intérieure de la sphère. Dès que ce contact a eu lieu un moment, tenant toujours les deux hémisphères appuyés l'un sur l'autre, je retire un peu le tube pour que sa boule revienne au centre de la sphère; enfin j'enlève l'hémisphère supérieur que je tiens toujours d'une main par son manche de verre, puis, mettant l'autre main dans cet hémisphère, je prends le tube de verre sans toucher à sa boule, je Tôte de cet hémisphère et je porte sa petite boule sur l'électroscope à lames d'or, lequel, ne donnant aucun signe d'électricité, montre que l'intérieur de la sphère n'en a aucune trace»

iUKCTRIGlTÉ. tft

Mot) méiM arec teuMsces piAamions, regpëriettcé t H wi ê ^ fit pai encsore totijours parfaitement bien^ de sorte que la mé* ihode «uirante me parait la seale rigoureuse.

Oo prend deux sphères de cuÎTre parfaitement égales que Ton tient en contact Tune avec l'autre pendant qu'on les iÉit commua nîquer arec une machine électrique ^ de cette manière, on est bien sûr qu'elles prennent des quantités d'électricité égales. En* suite on les sépare et on les touche en même temps^ l'une avec Une sphère métallique pleine, et l'autre avec une sphère métal*» lique aussi, mais creuse et dé parois aussi minces que l'on pent^ on arec une sphère de résine revêtue d'une légère feuille d'or coUée sur sa surface* Après ce contact, on applique un instant sur chacune des premières sphères ce qu'on appelle un petit plan d'épreuve, c'est-à-dire un petit disque en clinquant de quelques lignes de diamètre fixé au bout d'un manche en gomme kque, et portant ensuite ce petit disque dans la balance de Coulomb contre l'aiguille de cette balançât ^^ ^^^^ de combien de degrés celle-ci est repoussée. Or, on trouve sensiblement l# même nombre de degrés pour les deux sphères; donc on leur avait enlevé des quantités égales d'électricité en les touchant^ l'une avec une sphère pleine, et l'autre avee une sphère creuse de même grandiur ; donc celles^i n'ont pris de l'électricité que par leur surface.

Pour mettre toute l'exactitude possible dans cette opératievif il faudrait, comme on le dira au n^ 63, tenir compte de la petite perte dVlectricité qui se fait, depuis la mesure de l'électricité de Tune des deux sphères par la balance de Coulomb, jusqu'à là mesure de l'électricité de l'autre sphère.

Au reste, notre proposition est démontrée par le calcul être une conséquence rigoureuse de la loi en raison inverse du Carré de distance suivant laquelle se repoussent les molécules d'ui| même fluide électrique.

13. Problème.— « On demande de déterminer à priori (pxé\m » est la forme de la couche de l'électricité en équilibre sur uno 9 sphère. »

S^uiion. — Il est évident que cette couche doit être partout de la même épaisseur ; car, toutes les parties d'une sphère étant parfaitement semblables et semblablement placées autour dit centre, il n'y a pas de raison pour que le fluide s'accumule plus sur une de ces parties que sur l'autre. Ainsi la couche électrique sera comprise entre deux surfaces sphériques concentriqueti

iê TRAITÉ DE PHTStQUE.

Tune qui est la surface même de la sphère sur laquelle onezpérimeate et que je suppose décrite du rayon C« (fig. 399), et l'autre décrite du rayon Ci en dedans de la première. D'après ce que nous avons tu dans la proposition précédente, la différence ie des deux rayons devra être infiniment petite. En réfléchissant sur la répulsion qu'exercent entre elles toutes les molécules de cette couche, on se fera sans doute une difficulté ; car, quoique Ton voie bien qu'une molécule extérieure e n'obéira pas à la répulsion des molécules telles que i, parce que cette répulsion^ la poussant contre l'air extérieur, rencontrera dans cet air un ob* stacle qui retiendra e sur la couche électrique, cependant on ne voit pas pourquoi une molécule intérieure telle que m n'obéira pas à tout le fluide qui est au-dessus d'elle, ou, pour mieux dire, au-dessus du plan pp\ tangent en m à la surface intérieure de la couche. Mais cette difficulté se lève en observant que s'il est vrai que cette portion supérieure à pp^ pousse m vers le centre, il est également vrai que de tous les autres points i, {, etc.» de la couche émanent des répulsions dirigées suivant im, im\ etc., qui poussent m loin du centre, et on démontre par le calcul que, vu la loi en raison inverse du carré des distances, ces deux sortes d'actions contraires exercées sur m sont précisément égales.

14. Problème, — « On demande de déterminer le rapport de » l'épaisseur de la couche d'électricité d'un corps conducteur à M la force répulsive de cette couche. »

Solution, — On démontre facilement par le calcul que cette force répulsive^ c'est-à-dire la pression exercée en un point quelconque parle fluide électrique contre l'air qui le retient, est proportionnelle au carré de l'épaisseur de la couche.

** Ainsi, sôit représentée {^g. 209) une couche électrique d^une '^'^certaine épaisseur mB, que j'appellerai E, et prenons en A une ^^très-petite partie de cette épaisseur, que j'appellerai dxf en dé- ^'^signant par x la distance AB. Il est clair que la répulsion ^éprouvée par la couche CD, qui passe en A, sera proportion- ^'^nelle à son épaisseur dx^ car plus elle sera épaisse, plus elle ^^contiendra de points sur lesquels les molécules placées de A **en B exerceront leur répulsion. Or, cette répulsion del'électri- '^'^cité, comprise de A en B sur chaque point de CD, est propor- '^'^tionnelle à AB ou à x; donc la répulsion définitive éprouvée ''^'^par CD sera en raison composée de x et dz,ovL sera proportion- '^'^nelle à xdx. Or, supposons toute l'électricité mB partagée en 't'^couches pareilles à CD, et pour la première, c'est-à-dire pour

Ét.EC rKICiTË. Il

""^célie qui pas$e en m, appelons or' sa distanceàB; appdor<s ensuite **x\ x^^eiCy les distances de la deuxième, de la troisième, etc., *^à ce même point B ; enfin, supposons toutes ces couches d'une '^'^même épaiseur égale à dx, les répulsions éprouvées par ces ^'^direrses couches seront donc proportionnelles à xds pour la '^'^première, àâp"</^ pour la deuxième, à x'*ds pour la troisième... ^'^Oonc la répulsion totale ressentie par Tair placé en m sera **xiix +x'dx'^x"dx... ou { x]-^ x" '^ x"*'.. .) ^x. Mais on voit

"^^bien qu*à la place des quantités x\ x\ . . on peut prendre — , ré-

^'^pété autant de fois qu'il y a de ces quantités, c'est-à^^dire que les

IS T^ ï!

**deux sommes jc' -}- a?" +*'"•••> ®^ h — H • •• > ^^^ égales,

2 2 « "^^car, au commencement de ces sommes, les termes de la pre* *'^mière sont plus grands de quelque chose que ceux de la '^'^deuxième ; tandis qu'au contraire, à la fin des mêmes sommes, **les termes de la première sont plus petits que ceux de la '^Meuxième, et il y a exactement compensation ; mais si on ap- ^^pelle n le nombre des quantités jp'^ x\ . . on voit que la deuxième

*jo mmc reviendra à — - ; donc la force ( ^' -j- ^p" -j- • . . ) <i«? rc-

** vient à ~ ndx; mais ndx =s E, donc notre force revient i -—• 2 2

15. Problème.'^ « On demande de déterminer par l'expérience » l'épaisseur delà couche électrique à chaque point de la surface • d'un corps électrisé. »

Solution. — Coulomb, qui a résolu ce problème le premier, s'est appuyé pour cela sur le principe suivant. Si l'on applique le petit plan d'épreuve dont nous avons parlé au vP 12 sur un corps électrisé, et qu'(»n l'enlève avec la précaution de ne pas laisser les bords du diique toucher le corps pendant cette sublation, ce petit disque sera recouvert sur chacune de ses faces d'une couche électrique moitié moindre en épaisseur que n'était auparavant la couche de la partie du corps qu'on a touché avec ce même disque. Coulomb s'est assuré par l'expérience de la vérité de ce principe, en étudiant la loi suivant laquelle l'électricité d'une sphère électpsée se partage entre elle et un disque avec lequel on la touche, et dont on ta sépare ensuite sans faire toucher les bords du disque à la sphère. Au reste, ce principe est évident à priori} car, lorsque le petit plan d'épreuve est appliqué sur un

corpf électtrîsé, il peut être considéré comme fuitanl^ partit d^h 9urfiicemême de ce corps. Ainsi, pendant cette, application^ fai {icé extérieure du disque porte la couche même de TéleofUricité qui, auparavant, recouvrait la partie du corps sur laquelle h disque est maintenant appliqué. Or, si Ton éloigne ce même disque, il emportera avec lui l'électricité qu'il possède à sa fiice supérieure; seulement, le fluide électrique, au lieu d^ nesetô^îf ainsi qu'à cette face, se distribuera également entre les deux feces du disque, de sorte que son épaisseur de viendra moitié moindre, ce 4ui est bien le principe de Coulomb. Ce principe admis, voici comme on peut résoudre le problème proposé pour chaque point du corps électrisé que l'on étudie. On applique le petit plan d'épreuve sur ce point ; ensuite, portant ce petit plan dans la balance de Coulomb contre Taiguille de cette balance pour qu'elle partage son électricité, on tient note du nombre de degrés d<Hit cette aiguille est repoussée, et l'on a ainsi, pour les difierents points du corps électrisé, des nombres proportionnels à leun forces répulsives. Ainsi, d'après la proposition précédente, si l'on prend la racine carrée de tous ces nombres, on aura des résultats proportionnels aux épaisseurs qu'a la couche électrique aux di£P<^ents points qu'on a choisis.

16. Problème. — « On demande de déterminer la forme de la M couche électrique dans un ellipsoïde conducteur électrisé. »

Solution, — Dans un ellipsoïde tel queN {fig. 400), l'épaisseur de la couche électrique n'est pas la même sur tous les points de sa surface, et dans un ellipsoïde de révolution, l'épaisseur du point p, extrémité du grand axe, est à celle dû point g placé à l'équateur, comme le demi axe cp est au rayob^^de l'équateur; d'où il suit que les pressions du fluide contre l'air en ces deux endroits sont entre elles comme les carrés de ces dimenâioiie cp et cg.

Ceci peut se démontrer par le mode d'expériences décrit dans le problème précédent. Mais on arrive à ce résultat, et à tous ceuk que l'on connaît sur l'équilibre de l'électricité dans les corps conducteurs, par le calcul, au moyen d'un principe incontestable que voici.

PrifkcipefondeunentaL — « Dans un corps conducteur, pour qtte » la couche de fluide électrique qui le revêt soit immuable et » fixe, il faut qu'il y ait équilibre entre toutes les forces que les » diverses parties de cette couche . exercent sur une molécule n électrique que je suppose placée en un point quelconque màt » l'ii^^^^ic^f ^^ corps conducteur. »

ÉLBCTRICITÉ. Ii»

Ce principe est évident. Car si l'équilibre qui eêt mentionné n'avait pas lieu, comme il y a toujours au point m du fluide neutre, celui-ci serait décoiupdsé par les forces émanées des diverses parties de la couche électrique ; alors une partie de ce fluide neutre viendrait. augmenter cette couche en certains endroits, tandis que l'autre partie viendrait la neutraliser, ce qui la changerait, et ainsi elle ne serait pas iuunuable.

i7. Proposition* — « L'équilibre de l'électricité est impossible » sur une pointe, et tout le fluide que l'on déposerait sur cette » pointé s'écoulerait Jsar son extrémité. »

En efiety on trouve par le calcul que pour Téquilibre du fluide électrique sur un c6ne^ il faudrait que la tension électrique fut infiniment pliis grande au sommet que sur le reste de la surface. Ainsi, une pointe n'éiant qu'un cône très-aigu, il faut en conclure qu'il ne peut y avoir si, peu d'électricité que ce soit à un de ses points sans qu'il y en ait une d'une tension infinie à son extrémité. Cette conclusion peut au reste se tirer aussi de ce qu'une pointe n'est qu'un ellipsoïde infiniment allongé ; car, dans un tel corps, la force de Télectricité de sou extrémité de-^ Tant, d*àprès le problème précédent, être à celle de son milieu comtne sa longueur est à sa largeur, il s'ensuit encore que la première de ces forces sera infinie, si peu de valeur qu'ait la seconde. Or, une force électrique infinie ne pourra jamais êti:e arrêtée par l'air; donc, dès qu'il y aura de Félectricité à quelque endroit d'une pointe, la force infinie qui en résultera aussitôt à Textrémité de cette pointe ouvrira un passage dans l'air par lequel s'écoulera toute cette électricité.

Pour constater ceci par l'expérience, il n'y a qu'à placer une pointe de quelques pouces de longueur sur un des conducteurs AB ou A'B (Jig, 21 1) de la machine électrique ; car alors on aura beau faire tourner la roue de verre, la machine ne donnera ni étincelle, ni aucun signe d'électricité, parce que tout le fluide s'écoulera au fur et à mesure qu'il sera fourni par la roue.

Remarque /. — Cette propriété des pointes de laisser échapper l'électricité est connue sous le nom de poui^oir des pointes y nous y reviendrons au n** 22.

Remarque lï. — Les angles des conducteurs présentent des pké-^ nomènes analogues à ceux des pointes.

18. Proposition, — « Les cylindres longs et très-minces firo- » duisent le même effet que les pointes, et des cylindres très- I» courts et très-minces ne laissent pas échapper l'électricité. »

En effet, Coulomb étudia par rexpérience la disposition de rélcctricitë sur la réunion d'une sphère au bout d'un cylindre.

Il a fait voir que, dans ce cas, le cylindre et la sphère étant isolés, si la sphère est électrisée la première, elle cède une quantité d'électricité très-considérable au cylindre, de manière à ce que rintensité électrique de celui-ci surpasse toujours de beaucoup celle de la sphère; et il démontra pareillement qu'à longueurs égales, les cylindres ainsi réunis à des sphères avaient des intensités électriques d'autant plus grandes qu'ils étaient plus minces. Ainsi, il mit successivement avec une sphère électrisée, et de 4 pouces de diamètre, divers cylindres tous longs de 30 pouees, et il trouva qu'en représentant par 1 l'intensité électrique de la sphère, celle du cylindre dans le milieu de sa longueur était

0,60 ....•...« 4 pouces.

J'IJ) quand ( J q'qq> son diamètre

Aux extrémités de ces divers cylindres l'expérience montre que les intensités seraient doubles ; d'où l'on voit que l'électricité s'échappera^ en général, plus facilement d'un cylindre long et mince que d'une sphère. Cependant cette loi n'a lieu que quand la longueur du cylindre surpasse de beaucoup sa largeur; car, en prenant un cylindre d'une ligne de diamètre, qui n'aurait que 5 ou 6 lignes de long, son intensité électrique n'irait guère que jusqu'à 1^5 ou 2, tandis que celle d'un cylindre large d'une ligne et long de 30 pouces va jusqu'à 9. Ainsi^ quoiqu'une sphère soit armée d'un cylindre mince comme un iil, elle ne perdra pas néanmoins son électricité, si ce cylindre est très-court. De même, quoique l'électricité s'échappe toute par une longue pointe, cependant elle ne s'échappe pas sensiblenient.par une pointe très-courte ; d'où l'on voit que Télectricité pourrait encore se conserver sur un cylindre dont la surface serait recouverte de petites aspérités, car ces petites aspérités ne sont autre chose que des pointes très-petites.

Passons maintenant aux cas de l'équilibre de Vélectricité sur plusieurs corps conducteurs. Ne pouvant traiter ces cas dans toute leur étendue, nous nous bornerons au plus fondamental, celui d'un corps élec irisé présenté à un corps conducteur qui n'est pas électrisé d'avance.

Nous examinerons d'abord le cas où ce conducteur est isolé, et ensuite celui où il communique avec le soi.

19. Proposiuon. — c Pour que Tëquilibre d'électricité s'éta* s blisse quand on présente un corps électrisé à un corps conduc-

• teur isolé, il faut que ce corps électrisé décompose rélectricité

• neutre du conducteur isolé, en amenant l'un des fluides de » cette électricité à la partie antérieure de ce conducteur, et re- » poussant l'autre fluide à la partie opposée. »

En effet, le fluide neutre de tout corps n'est qu'un composé de deux électricités différentes sur lesquelles tout corps électrisé agira de^deux manières opposées : il résulte de là que, si on présente un corps électrisé vitreusement, je suppose, à un conducteur isolé, ce corps électrisé attirera la partie résineuse du fluide neutre qui est dans le conducteur et repoussera la partie vitrée. Ainsi^ ce corps conducteur sera électrisé résineusement dans sa partie antérieure et vitreusement dans la partie opposée ; mais, sitôt qu'on retiiera le coqis électrisé, les deux fluides résineux et vitreux du conducteur se recombineront, et ce conduc» teur cessera d'être électrisé.

On voit donc que notre conducteur, par l'influence seule du corps électrisé qu'on lui présente, sans qu'il en reçoive aucun fluide ou qu'il lui en cède aucun, se trouvera dans un certain état électrique. L'électricité développée ainsi sur un conducteur par la seule présence d'un corps électrisé plus ou moins éloigné s'appelle électricité par influence.

Pour vérifier ceci par Texpérience, on pose un anneau de cuivre na (fig, 401) sur une tige de verre, et l'on suspend à cet anneau deux petites balles de sureau a,a par de petits fils conducteurs de l'électricité. Ensuite on présente à cet appareil un corps R électrisé à une certaine distance, et aussitôt on voit les balles u,a s'écarter et prendre les positions ^ et b\ Cette divergence des deux balles montre que celles-ci se sont électrisées toutes deux de la même manière par la seule présence de R ; et je dis que si ce corps R est électrisé résineusement, par exemple, les balles le seront aussi, tandis que la partie supérieure n de l'anneau le sera vitreusement. Pour démontrer cela, il suffit d'appliquer un moment en n le petit plan d'épreuve dont nous avons parlé au n°12, et d'étudier, au moyen de l'électroscope de Coulomb, l'électricité recueillie par ce petit plan, et l'on reconnaîtra qu'elle est vitrée. Onreconnaltradela même maniète, en touchant les deux balles h et b' avec le plan d'épreuve, qu'elles sont électrisées vitreusement.

On peut aussi constater de la manière suivante cette décomposition des fluides élecliiques par influence. Fixons sur un pied

4^ Terre s {fy. 402) une tringle 6n cuirre nm à chacune des extrémités de laquelle soient suspendues deux petites balles de «iJireau ou deux pailles légères a/i et è,b\ puis approchons de Vextréinité m un corps électrisé R, que je suppose revêtu de Auide vitré, par exemple. Aussitôt la présence de ce corps, on ▼erra les petites pailles s'écarter et prendre les positions A, A' et B9B'* £n les touchant avec le plan d'épreuve, on pourra, comme tout à rheure, constater que B et B' sont électrisés résineusejnent, tandis que A et A' le sont vitreusement ; mais on peut aussi le reconnaître avec un bâton de verre ou de résine ; pour cela on le frotte afin de l'électriser; ensuite, en le présentant à une des extrémités de la tringle, on trouve qu'il attire les petits fils qui y sont suspendus, tandis qu'en le présentant à Vautre extrémité il repousse les fils qui y sont attachés, ce qui fait con* naître l'électricité de chaque extrémité, parce qu'à l'extrémité QÙ il y a attraction, c'est une preuve que l'électHcitéy est contraire à celle du bâton, et à l'autre extrémité la répulsion décèle la même espèce d'électricité que celle du bâton.

Remarque /. — Si, pour faire cette expérience, on prend un cylindre VR porté par un pied de verre (Jig. 216) au lieu d'une tringle, la surface soumise à l'influence du corps vitré M étant plus.grande, on pourra étudier de quelle manière sont disposés sur ses différents points les deux fluides électriques, en touchaiït successivement ces divers points avec le petit plan d'épreuve. JQe cette manière on reconnaît que l'intensité de ces deux fluides est la plus grande aux deux extrémités V et R, qu'ensuite elle est moindre aux autres points ; et on finit même par trouver -une certaine ligne nn qui, touchée par le plan d'épreuve, ne donne aucun signe d'électricité. Ainsi, l'intensité électrique est nulle à cette ligne, et en s'étendant à partir de là des deux côtés àe cette ligne, cette intensité croît en sens contraire.

Remarque //. — Lorsque l'on retire le corps conducteur dé l'influence du corps électrisé, il est bien clair qu'alors ses deux Auidea doivent se recombiner en sorte qu'il revienne à l'état naturel;: c'est aussi ce que l'expérience confirme, parce que sitôt que le corps électrisé disparaît, le corps conducteur ne donne «plus aucun signe d'électricité. D'ailleurs, en le remettant sous l'influence d'un corps électrisé, il représentera le même phénô^ ^ène de nouveau.

20. Problème. -^ « On demande d'expliquer ce qui arrive dans » le cas où l'on touche un corps conducteur à l'état naturel avec *" UB corps électrisé . »

- fiant ce caîi, une partie dés fltiidee du corps conducteur ae décompose ; et si le corps éiectnsé est TStré, par exemple, alon des deux fluides du corps conducteinr, le résinnux se combinerak arec une partie du fluide du corps électrisë et ferait du flukL neutre, tandis que le vitré resterait sur ce corps conducteur. Ainsi, Fétat définitif des deux corps serait le même que ai une partie de l'électricité ducorpsélectrisé avait passé sur celui qu'on a mis en contact avec lui.

21. Proposition. — « L'eitistence du fluide neutre dans rintérieur ■ de tous les corps, et en général dans tout l'espace, est démontrée » par les phènomtoes ci-dessus des influencés électriques. »•

En effet, ces phénomènes consistent en la nuuâfestation df| propriétés électriques dans un corpe par la seule présence d'un corps âectrisé : or, ce corps électrisé étant tris-éloîgné 6t sépara par l'air, c'est*4-dire par une substance imperméable à l'électrit cité, n'a pu rien communiquer ni rien enlever à l'autre, ^rpik Ikincles fluidesélectriques manifestés dans celui-ci préexistaientf dans son intérieur^

22. Problème* *- « On demande la dispoûtion que. le fluide • électrique prend pour arriver à l'état d'équilibre quand un » corps conducteur, soumis à l'influence d'un corps éleçti^isé, em » terminé par une pointe assez longue. »

Saàition. — Nous supposons toujours le conducteur isolé. On voit alors que le fluide neutre de ce conducteur, une fois décom* posé par influence, sa partie de nature différente de celle du corps •âectrisé s'accumulant de manière à produire une tension infinie sur la pointe, ne potirra y être maintenue par l'air, s'élancera sur le coq» électrisé, et neutralisera une certaine quantité de son fluide, tandis que l'autre partie de fluide neutre décomposé rea^ tera sur le conducteur. Ainsi, l'état définitif des choses sera le .même que si le corps électrisé avait partagé sion électricité a veck eonducieur au travers de l'air. C'est ce phénomène qu'on désigne en disant que les pointes ont le pouvoir de soutirer l'électricitéu

BLemarquB. -r- Le cas que nous venons d'examiner est celui de la machine électrique. Alors le corps électrisé est le plateau; les cylindres en cuivre, étant terminés par des pointes dirigées contre ce plateau, représentent le corps conducteur que nous venons .d'examiner. Ces pointes n'ont pas pu être représentées dans la /^^. 211 de la pi. 5, elles sont placées sur les mâchoires m et ni et dirigées en dedans, c'est-à-dire vers le plateau. Ainsi, on cou»prend à présent comment ces cylindres se chargent de plus en plus d'électricité vit''^^ à mesure que le plateau tourne, jusqu'à

M TAAlTi DE PHYSIQUE.

ce qu'enfin le fluide Titré de ces mêmes cylindres et celui du plateau agissant aussi fortement l'un que l'autre sur le fluide neutre, se contre-balancent exactement.

23. Problème. »-« « On demande d'expliquer l'attraction et la » répulsion des corps légers par un corps électrisé, »

Nous supposerons que ces corps légers sont isolés : qu'ils sont, par exemple, suspendus à des fils de soie.

L'attraction et la répulsion de ces corps légers par un corps électrisé s'expliquent par la théorie précàente.

Ainsi, quand on présente un bâton de cire d'Espagne électrisé à de petits corps légers, leur fluide naturel est décomposé. Le fluide vitré, attiré par Télectricité de la cire, se porte à la partie supérieure de ces petits corps, tandis que le fluide résineux est repoussé à la partie inférieure, et quand on approche assez le bâton de cire, comme alors le fluide vitré s'en trouve bien plue fnrès quele fluide résineux, l'attraction de l'électricité de là cire pour le premier fluide l'emporte sur sa répulsion pour le ikuxième, et le petit corps s'élance vers le bâton de cire; mais bien* tôt le fluide vitré de ce petit corps se combine avec une partie dé l'électricité de la cire, et comme il ne reste plus sur le c<»rp8 l^er que du fluide résineux, il se trouve repoussé par le bâton de cire.

Si on avait, au contraire, un corps léger électrisé, comme une petite balle de sureau ou mieux une lame d'or battu, et qu'on lui présentât un corps non conducteur à Tétat naturel, comme un bâton de verre, le corps léger irait adhérer â ce corps non con«> éncteur, et loin d'en être repoussé ensuite, il ne pourrait plus s'en détacher qu'avec peine. Gela est facile à concevoir, car cette lame d'or ne décompose que le fluide des parties du verre qui sont près d'elle, et le fluide de nom contraire au sien ne pouvant se mouvoir sur le verre pour aller neutraliser celui de la kme, ni ee dernier aller neutraliser le premier, l'attraction mutuelle de ces deux fluides tient la lame attachée au verre.

24. Proposition. — « Au moyen des corps légers, on peut aisé-> » ment reconnaître que l'électricité se développe par influence, » beaucoup plus promptement et plus facilement dans les corps » conducteurs, comme les métaux, que dans les corps non con- «ducleurs. »

En effet, on n'a qu'à suspendre avec des fils de soie deux p tites boules de cire d'E$pagne, dont l'une soit recouverte d'une ieuille d'or, de manière à ce que ces deux boules soient rangées sur une même ligne horizontale. Dès qu'on approchera un bâton

ÉLCCTRiait. 21

de résine ëleciriséy paraUèlement à celle ligne liorÎKontale, on Terra la boule couverte d'or s'élancer vers le bàion, tandis que l'autre ne bougera pas sensiblement ; cependant elle finira toujours par s'avancer, mais seulement quand on aura approché davantage le bâton de résine, et après un certain temps.

Remarque. — En général, la déoMnposition du fluide naturel, dans un corps idioélectrique, par la présence d'un corps électrisé, est très*difilcile ; elle n'est même sensible que quand ce dernier corps est très-fortement électrisé. En tout cas, cette décomposition est toujoms très*lente ; mais lorsqu'elle a été opérée, elle dure longtemps après qu'on a retiré le corps électrisé. Gela vient de la grande difficulté avec laquelle le fluide électrique se meut dans les corps non conducteurs.

25. De ia/oudre. — C'est par la propriété ci*dessus, reconnue dsns les corps armés de pointes, que Dalibard a constaté l'identité de la foudre avec l'électricité. Il fit construire une cabane, «ir le toit de laquelle s'élevait unebarreen fer de 40 piedsde longueur et isolée dans sa partie inCérieure. D'autres physiciens, en répé* tant ces expériences de Dalibard, recouvrirent le support isolant delà barre avec une espèce de chapeau métallique fixé sur le bas de cette barre pour garantir ce support de la pluie. Plusieurs physiciens virent avec cet appareil que quand un nuage orageux passait au-dessus de la barre en fer, cette barre devenait électri* sée, de manière qu'il était possible d'en tirerdes étincelles en en approchant le doigt. Mais l'électricité de l'appareil changeait de nature suivant les nuages qui passaient au-dessus de lui. Ainsi^ on a vu cette électricité changer cinq à six fois de suite en une denû-heure. Pour ne pas être obligé d'aller visiter l'appareil sans cesse, et souventsans utilité, Canton imagina d'y adapter un petit appareil extrêmement ingénieux : ce sont trois timlHres (fig. 214) T,Ti,T2, suspendus à une même tige métallique, le premier T par un fil de soie, les deux autres par une chaîne métallique s de plus, le timbre T communique au sol par une autre chaîne attachée sous sa partie inférieure; entre ces timbres pendent de petites sphères métalliques b, V suspendues à des fils de soie« D'après cela, il est clair que si la tige AB est mise en communia cation avec le conducteur vertical qui reçoit l'électricité de l'at* mosphère, cette électricité se transmettra aux deux timbres extrêmes TiTs par le moyen des chaiaea métalliques qui les suspendent. Alors les petits globules b, V seront attirés vers les timbres, et viendront les toucher ; mais aussiiât après ils en seront repousses, et ils seront au contraire attirés par le timbre T com-

M TRAITé DE PHYSIQUE.

muniquant au sol; ils se porteront donc vers lui,* se déchaîneront et iront se recharger de nouveau par le contact des linibrea extrêmes. Ces oscillations continuelles des petite globulee feront sonner )es timbres, et l'op sera ainsi averti de la présence de rélectricité. Cet appareil se nomme un carillon électrique.

Ces détails expliquent aussi pourquoi un corps léger placA sur une table où il n'est pas isolé et auquel on présente un corpa électrisé, monte et descend continuellement entre ce corps et la table par une sorte de danse que l'on appelle danse électrique.

On vérifie d'une autre manière l'identité de la foudre et de ^électricité ; on lance en l'air un cerf- volant donrt la corde est métaUîque, mais dont l'extrémité inférieure est terminée par un cordon de soie de 8 à 10 pieds. Lorsque ce cerf- volant touche au nuage orageux, ou qu'il en est près, aussitôt la corde métallique s'électrise, et si l'on en approche une boule de cuivre portée par un manche de verre, et communiquant avec le sol au moyen dHine chaîne, on en tire des étincelles électriques. On a tiré ainsi des étincelles semblables à des lames de feu de 9 à 10 pieds de ^longueur, et d'un pouce de grosseur ; ces étincelles faisaient autaiit de bruit que des coups de pistolet.

26. De la gr&e* -* L'électricité des nuages reconnue, Vokà tà^l^ d'en tirer une explication de la formation de la grêle. Li| difficulté principale est d'expliquer comment les grêlons peuvent rester, malgré leur poids, assez longtemps en l'air pour acquérir la grosseur que chacun leur connaît. Or, Vol ta pensait que cetta suspension prolongée des gréions pouvait bi^i être due à la pr^-* •eoce de nuages d'électricités contraires placés l'un au-dessus de l'autre; car, ceci admis, les petits grêlons, ou, si l'on veut, les grains de poussière de glace en lesquels un froid survenu dans ces hautes régions aurait réduit les nuages, descendait du nuage supérieur dans l'inférieur, doivent nécessairement se recouvrir de la même électricité que celui-ci. (k*, ces grêlons aiasî électrisés seront repousses par l'électricité du nuage inférieur e|t attirés en même temps par l'électricité contraire du nuage supérieur ; ils riemonteront donc vers celui-ci, où ils changeront l'électricité qu'ils avaient prise en bas en une électricité contraire; et soit par l'action des nuages sur cette nouvelle électricité, soit par leur propre poids, les grêlons retomberont une seconde fois dans le nuage inférieur. A cette seconde fois ils éprouveront les mêmes actions qu'à la première fois, en vertu de quoi ils remonteront comme auparavant vers le nuage supérieur, pour relom^ber de nouveau dans l'inférieur, ainsi de suite* Or, pendant ces

ÉLECTBIGITÉ. 27

allées et venues, les gréions traversent sans cesse de la vapeur d'eau, soit gazéifbrme, soit vësiculaire (n"* 157, p. 249 du t. 1). Mais cette vapeur se déposant sur la surface des grêlons et s*y gelant, en augmente de plus en plus la grosseur, jusqu'à ce qu'enfin, par cet accroissement, le poids de ces gréions devienne assez considérable pour ne pouvoir plus être vaincu par les actions électriques^ et alors ces grêlons tombent à terre.

Yolta appuyait son explication de l'expérience suivante : sur un plateau de cuivre AB {fig- 215) il mettait quelques balles de sureau et les recouvrait ensuite d'une cloche en verre dans laquelle était un autre plateau de cuivre P, fixé à une tige de même métal, dont l'extrémité supérieure sortait par le sommet de la cloche. Maintenant, dès que Yolta mettait ce plateau P en communication avec une machine électrique, les balles de sureau montaient vers lui, se recouvraientd*une partie de son électricité, puis en étaient repoussées, et revenaient ainsi sur le plateau AB, où, déposant leur électricité, elles redevenaient à l'état naturel. Alors les choses étant revenues au premier état, les balles recommençaient à monter pour redescendre après, et ainsi de suite.

Lesallées et venues des gréions entre lesdeux nuages, comparables aux allées et venues des balles de sureau entre les deux plateaux de cuivre, peuvent bien expliquer l'accroissement des grêlons, suj^sé qu'il y ait préalablement un froid capable de geler l'eau. Or, la grêle se formant souvent en été, e*est là une autre difficulté qu'il faudrait lever. Plusieurs ont recours pour ieela à ce qu'on appelle 'veni tJt aspiration. On désigne par cette dénomination certains vents qui, soufilant dans une certaine di* rection,se propagent pourtant dans une direction toutopposée^ de sorte que Ton peut dire que ces vents vont à reculons* Il est certain, par l'observation qu'on en a faite plusieurs fois, que ces vents sont toujours accompagnés d'un abaissement notable de température, et Quelquefois même d'tin abaissement énorme. La manière la plus naturelle de eoncevoir Torigine dé ces vents est de les attribuer à une grande raréfaction de l'air qui a eu lieu en un certain endroit de l'atmosphère ; car alors l'air de lendroit voisin se précipitera dans ce premier endroit raréfié, de même l'air de l'endroit plus éloigné encore de celui-ci sç précipitera dans le second endroit, et ainsi de suite, de sorte que le vent sera toujours dirigé vers le premier endroit, quoiqu'il s'en éloignera sans cesse. Or, nous verrons au n* 2S9 qu'une pareille raréfaction est nécessairement accompagnée d'absorption

Aç chaleur. Ainsi l'on conçoit comment les vents d^aspiration donnent de si prodigieux abaissements de température. Telle est la théorie deYolta, que nous n'avons donnée qu'à cause de la célébrité qu'elle doit au nom de son auteur, car les savants sont loin de la regarder comme satisfaisante. Il y a eu depuis plu-sieurs autres théories de proposées, mais qui n'ont pas eu plus de succès. C'est ce qui avait porté TAcadémie des sciences à en faire le sujet du second grand prix pour 1 834 ; mais, malgré les efforts de plusieurs auteurs, cette compagnie n'a jugé la question résolue par aucun, et Ta même retirée du concours dans sa séance du 8 décembre 1834.

Passons maintenant au ras où l'on ferait communiquer le conducteur avec le sol.

27. Proposition.— « Pendant qu'un corps conducteur isolé est » sous riufluence d'un corps électrisé, si l'on touche ce corps » conducteur pour le faire communiquer avec le sol, il fautalors^ » pour l'équilibre, que des deux fluides qui avaient été décomn posés, celui qui est de même nom que le corps électrisé dispa- N raisse et qu'il ne reste que le fluide de nom différent. »

En effet, prenons le cylindre de cuivreY R, isolé sur un pied de verre {fig. 216 ), et présentons-le à une machine électrique M diargée d'électricité vitrée. Aussitôt les deux moitiés de ce cylindre se constitueront en des états électriques opposés ; la partie R voisine de la machine sera résineuse, et la partie Y sera vitrée ( n° 19). Maintenant, si nous touchons avec la main l'extrémité Y pour la faire communiquer avec le sol, on conçoit aisément que l'électricité de cette partie du cylindre, qui, étant repoussée par M, ne cherche qu'une rssue pour s'échapper, s'écoulera en effet par la main : aussi on verra tomber l'une contre l'autre les deux petites pailles pendues à cette extrémité Yf et il n'y aura que celles pendues à l'extrémité R qui resteront divergentes. Mais ce qui étonne toujours ceux qui voient faire cette expérience pour la première fois, c*est que ce sont encore les deux pailles de Y qui tombent l'une contre l'autre, en quelque point du cylindre qu'on mette le doigt, fût-ce même en R. La raison de ceci est très -simple : lorsqu'on met le doigt en R, l'influence de M décompose le fluide neutre de ce doigt, repousse la partie vitrée dans le sol, et atttire la partie résineuse qui passe sur le cylindre et neutralise l'électricité vitrée de Y. Du moins, voilà en gros et au résumé ce qui a lieu ; car pour bien analyser ce qui se passe ici, il faudrait tenir compte de toutes les actions électriques de M, de R et de Y sur le doigt ; mais ce qui précède

ÉLECTRICITÉ. t»

suffit pour donner an moins une idëe de la chose, et montrer un peu pourquoi, en définitive, il ne reste que le fluide de R sur Tappareil.

Remarque L -^ Cette disposition définitive que prend Félectricité pour se maintenir en équilibre sur un corps conducteur non isolé, n'est pas essentiellement différente du cas de la proposition du numéro 19, car la réunion de ce corps conducteur avec la terre peut être regardée comme un corps immense, dont un des bouts est présenté à un corps électrisé, et dont le reste de la surface et du volume, en s'éloignant de ce corps électrisé, s'étend à rinfini, de sorte que celui des deux fluides qui devrait recouvrir cette étendue infinie se trouve ne plus faire qu'une couche insensible.

Une des applications les plus utiles des propriétés précédentes est la construction des électromètres ou électroscofes,

28. Des électromètres. ^^Ce sont des appareils destinés à déceler l'électricité des corps et à en faire connaître la nature ; mais ils ne sont pas propres à donner une mesure exacte de l'intensité de cette électricité; il n'y a quel'électromètre de Coulomb qui puisse servir à cette fin : nous l'avons décrit au numéro 10. Ces appareils consbtent tous en deux petits conducteurs mobiles hU {fig. 217), ou od {fig, 218), ou IK {fig. 219), très-légers et suspendus à une garniture en cuivre ^Tuée au sommet d'une cloche en Terre {fig, 217 et 218 ) ou au goulot d'un flacon {Jig. 219). On enduit ordinairement la partie supérieure de ces vases de vernis pour mieux isoler la garniture de cuivre. Enfin, il y a ordinairement dans la cloche deux conducteurs fixes qui sont deux boules de cuivre s et J {fig- 217), ou deux lames d'étain ee (fig. 218). Ces conducteurs sont destinés à recevoir les deux petits conducteurs mobiles, parce que, quand on les électrisé, la répulsion, qui les fait alors diverger, pourrait les porter contre les parois de la cloche de verre ; et comme le verre n'est pas conducteur, il résulte de ce que nous avons dit au n" 23 que ces petits corps conducteurs mobiles resteraient attachés à la cloche.

Quand on veut donner une plus grande sensibilité à l'appareil, on prend pour les deux petits ^conducteurs mobiles deux James^ d'or battu, parce que cet or étant, comme on sait, d'une très-grande minceur, les deux lames sont d'une excessive légèreté. L'appareil se nomme alors électroscope ; c'est lui qui est représenté dans là fig, 224; seulement, on voit dans cette figure deux plateaux réunis f/*^ dont nous ne parlerons qu'au n» 40; enfin la y!^. 224 représente une grande cage carrée, en verre,

qui contient la cloche hh\ C'est pour conserver cette duché dans un état de sécheresse parfait, afin qu'elle isole mieux. On y parvient en mettant dans cette cage des morceaux de muriate de chaux, ou simplement de chaux vive, ou de toute autre matière qui absorbe Thumidité.

29. Manière de se seivir des électromèlies. Quand on veut simplement reconnaître si un corps est éleclrisé, il sufllt de le présenter à la garniture en cuivre qui est au sommet de l'appareil; car alors si, quelque près qu'on l'approche de cette garniture, les deux pailles ou lames d'or ne s'écartent pas, c'est que le corps n'est pas électrisé ; si elles finissent par s'écarter, c'est qu'alors le corps est électrisé, et qu'il décompose par influence électrique le fluide neutre de l'électromètre, attirant vers lui le fluide de nom différent du sien, et repoussant sur les pailles ou lames d'or celui de même nom.

Quand on veut reconnaître l'espèce d'électricité d'un corps, il faut, avant tout, électriser l'électromètre. Yoici comment cela se fait : on électrisé par frottement un coips dont on connaisse l'électricité, par exemple, un bâton de cire à cacheter^ qu'oo sait bien s'électriser résineusement par lé frottement; on présente ce corps électrisé, que je suppose être DG, fig, 219, à 1^ garniture en cuivre T de l'électromètre TA, alors ses pailles I et K s'écartent ; ensuite on touche un instant avec le doigt le point T, en tenant toujours CD présent à l'électromètre; aussi^ tôt l'électricité résineuse des pailles s'échappe par le doigt, <^ celles-ci tombent l'une à côté de l'autre; enfin on ôte le bâtop CD, l'nais seulement après avoir retiré le doigt qu'on avait posé surT, et l'électricité vitrée que ce bâton avait jusque-là tenise concentrée sur la garniture de cuivre "T, se répand jusque sur les pailles I et K, lesquelles s'écartent sur-le-champ^ On voit que de cette manière Télectromètre est toujours chargé d'une électricité contraire à celle du corps dont on s'est servi pour l'éleciriser.

L'électromètre étant ainsi chargé d'une électricité connue, et ses pailles étant plus ou moins divergentes, supposons qu'on veuille, par son moyen, déterminer l'espèce d'électiicité dout un corps est chargé. Pour cela, on présentera ce corps à Ji'êlecr tromètre, d'abord d'assez loin pour qu'il n*exerce pas d'actiop sensible sur les pailles I K, et ensuite od l'approchera de plus en plus, jusqu'à ce qu'il commence à imprimer quelque moifveulent à ces pailles; s'il les écarte, c'est qu'il sera chargé dé la même espèce d'électricité que les pailles I et K : cela est évi-

ÉUECTEiaTÊ. ai

dent; mak s'il, les rapproche plus ou moins, il pourra être ou à l'état naturel ou bien ckargé de rëiectricité d'espèce contraire i celle des pailles. En effet, premièrement, un corps à l'état naturel que l'on présenterait à l'éiectromèire recevrait Tinflueuce de l'électricité vitrée de celui-ci ^ par conséquent la paitie résineuse du fluide neutre de ce corps viendrait vers l'électromètre, et l'autre. partie serait repoussée; mais à son tour cette partie résineuse réagirait sur l'électricité vitrée de l'électromètre, et l'attirant vers le sommet de l'appareil, elle 'dépouillerait plus ou ^oins les pailles dont la divergence diminuerait ainsi plus ou moins. En second lieu, il est évident que cet effet serait «encore à bien plus forte raison produit par un corps préalablement électrisé d'une manière contraire à l'électromètre. Ainsi, quand le corps que Ton présente à cet appareil diminue plus ou moins la divergence de ses pailles, on ne peut rien en conclure ^ mais en rapprochant ce corps davantage de l'électromètre, s'il arrive que ses pailles, après s'être réunies tout à fait, recommencent k diverger déplus en plus à mesure que l'on en approche le corps, cest que celui-ci est éiectrisé contrairement à l'électromètre, c'est-à-dire résineusement ; car cette nouvelle divergence vient de ce que le corps, après avoir réuni le fluide vitré primitif de l'appareil à son sommet, opère dans cet appareil une nouvelle décomposition de fluide neutre, dont il attire la partie vitrée vers le sommet, mais dont il repousse la partie résineuse sur les pailles, ce qui les fait diverger de nouveau.

30. Proposition. — « Dans le cas- où un corps conducteur non » isolé et soumis à l'influence d'nn corps éiectrisé est terminé par » une pointe dirigée vers ce corps éiectrisé, l'équilibre do fluide » électrique est impossible. >»

En effet, dans ce cas, au premier moment de l'influence, les deux électricités provenant de la décomposition d'une partie du fluide neutre de ce conducteur s'échapperonttout de suite, l'ime par le sol et l'autre par la pointe, d'après ce qu'on a vu plus haut; de là cette autre ira sur le corps éiectrisé neutraliser une partie de son fluide, et il est clair que cet écoulement d'électricité de la pointe au corps éiectrisé continuera jusqu'à ce que tout le fluide de celui-ci soit neutralisé sans qu'il puisse y avoir un moment .d'équilibre électrique.

Les paratonnerres nous offrent quelque chose de semblable.,

31. Des paratonnerres. — Les paratonnerres sont des appareils qu'on place sur les édifices pour les préserver des coups de la foudre, ils se composent de deux parties principales : la première

est une tige métallique de 27 pieds fixée rekttcabment sur. le toit de l'édifice, et terminée vers le haut en pointe bien aiguisée. Cette tige a la forme d'un cône dont la base a deux pouces de diamètre. Comme le fer se rouille très-promptement par lac* tion de l'air et de l'humidité, on termine le paratonnerre par des métaux moins susceptibles de s'altérer à l'air.

Ainsi, vers le haut, le paratonnerre est terminé par une baguette de 22 pouces en cuivre jaune, au sommet de laquelle est soudée une aiguille de platine de 2 pouces de longueur. On prend le cuivre jaune, parce que ce métal est attaqué par les agents atmosphériques moins promptement que le fer. Quant à l'aiguille de 2 pouces, on la fait en platine, parce que la grande résistance de ce métal à la fusion fait que la pointe de l'appareil est moins exposée à se fondre dans les coups de tonnerre qui ont quelquefois lieu malgré le paratonnerre.

La longueur delà tige d'un paratonnerre ne doit pas toujours être do 27 pieds ou 9J mètres ; ainsi, pour un édifice qui n'offrirait que peu d'étendue dans le sens horizontal, une longueur beaucoup moindre suffirait. On se guide en cela sur ce principe que tout paratonnerre étend sa protection en tous sens autour de lui à peu près à une distance double de sa longueur. Ce principe est un résultat de l'expérience, car depuis l'usage des paratonnerres, plusieurs observations ont appris que, malgré les pa« ratonnerres placés sur certains édifices, plusieurs de leurs parties, éloignées de la tige de plus de trois à quatre fois sa longueur, ont été foudroyées, ce qui n'arrive jamais pour des parties-plus rapprochées. Ainsi, d'après ce principe, il suffit qu'un paratonnerre ait le quart de la longueur de l'édifice au centre duquel on veut l'élever pour qu'il le garantisse des dangers de la foudre.

La seconde partie d'un paratonnerre est ce qu'on appelle son conducteur. C'est une longue barre carrée, en fer, qui descend du pied de la tige le long du toit et des murs de l'édifice jusque dans le sol. Cette barre est destinée à conduire la matière électrique de la foudre dans le sol; il suffit pour cela qu'elle ait environ 8 lignes métriques d'épaisseur^ parce que l'on n'a pas encore d'exemple que la foudre ait fondu ou même fait rougir aucune tige de 6 lignes en carré. Ce conducteur du paratonnerre doit aller plonger dans un puits intarissable ou dans tout autre espace souterrain considérable qui soit bien conducteur de l'électricité. Si Ton ne peut faire autrement, on le fait rendre dans des cavités considérables que l'on pratique en terre et que l'on

ÉLBCTRiaTÉ. 33

remplit de braise de boulanger, laquelle conduit bien Tëlectridté.

Gela posé, il est très*facile de se rendre compte des effets du paratonnerre. En effet, représentons-nous un nuage électrisé placé au-dessus d'an paratonnerre, et supposons, pour fixer les idées, que son électricité soit vitrée ; alors celle-ci décomposera le fluide neutre de Tédifice, la partie résineuse yiendia vers la pointe de la tige par laquelle elle s'élancera dans Taîr, et ira certainement neutraliser en partie Télectricité contraire du nuage orageux. Ce torrent ascensionnel de fluide devient quelquefois sensible dans l'obscurité par une aigrette lumineuse qu'on aperçoit à l'extrémité de la pointe. Eu même temps la partie vitrée du fluide neutre de l'édifice s'écoulera par le moyen du conducteur dans le sol, où elle se perdra. Ainsi toutes les deux parties du fluide décomposé par le nuage dans l'édifice ayant un libre écoulement, ne pourront produire aucune explosion. Cependant, si la puissance électrique du nuage était extraordinaire, il pour rait se faire que ni la pointe ni le conducteur ne donnassent un assez libre passage aux deux électricités pour s'écouler, et alors la partie résineuse, s'accumulant sur la tige ou les parties les plus élevées du conducteur, pourrait finir par y exercer une assez grande attraction sur le fluide vitré du nuage pour déterminer celui-ci à faire explosion ; mais on voit qu'alors la foudre ne tomberait que sur la tige et les conducteurs qui la conduiraient dans le sol, où elle se perdrait, de sorte que Tédifice même, dans ce cas, serait à l'abri de tout danger.

Reprenons l'équilibre de Télectricité d'un corps conducteur communiquant au sot, et soumis à l'influence d'un corps électrisé.

32. Proposition. — « Pendant tout le temps qu'un corps con*- • ducteur communiquant au sol reste soumis à l'influence d'un » corps électrisé, l'électricité de ce conducteur est dissimulée. »

En effet, on appelle électricité dissimulée celle dont les effets sont tellement contre-balancés par une électricité contraire placée sur quelque autre corps, que celui qui est recouvert de cette électricité dissimulée ne donne pas plus de signe électrique que s'il était à l'état naturel. Or, supposons que pendant qu'on tient le conducteur AB {/ig. 213) sous l'influence du corps électrisé M, on touche ce conducteur avec le doigt pour le faire communiquer au sol. Aussitôt, les pailles BC et AD, qui avant ce contact dudoigt étaient dans un état dediveigenceplus ou moinsgrande,

jf4 TRAITA M ratélQUE.

tombentft leur position de repos. Néanmoitis ce corps AB^ quoi** que ne donnant plus aucun signe d*électricité, possède encore, eomme nous savons, un fluide électrique ; seuiemeni il eil tout entic^ir retenu sur rextréinité B du conducteur par inaction de M ; Mllement que si l'on )ai t disparaître ce corps M après avoir prénlàblemeût été le doigt de dessus ce conducteur, les pailles fiC et AD réprendront leur divergence. Donc^ pendant 4out le temps tie Tactien de ML, le fluide AB reste dissimulé.

Définition. — On appelle électricité libre celle qui n'est fit dissimulée ni neutralisée par une autre.

Aemarqtie. '— Les expériences que tious venons de décrire tie . réussissent l)ien qu'avec de faibles quantités d'électricité, parce que ces faibles quantités se conservent plus longtemps sur les corps qui les possèdent.

Ces mêmes expériences réussissent peut-être mieux quaiid on prend Tappareil représenté ^g, ûiOy où Ton a mis les méniés lettrés qu à lijig. 2l3, afin qiiè les développements de la proposition précédente pussent s'y appliquer aussi bien qu'à la figure 213 ; nous avertirons Seulement que AB et M Sont deux ptateaUx inétalliques fixés, l'un à une cloche en verre W, et l'autre à Un mancbe de verre T.

33« Proposition, — « Si l'électricité d'un corps est entièrement » dissimulée par l'influence d'un autre corps électrisé^ elle ne le » sera plus qu'en partie quand on éloignera un peu cet autre » corps électrisé. »

En effet, si, au lieu de faire disparaître tout à fait le corps M (fig, 213), on ne fait que Téloigner un peu de la position qu'il avait quand il dissimulait entièrement le fluide de AB, les paikUs DG ne reprennent pas, il est vrai, toute leur divergence, mais elles la reprennent en partie, et en partie d'autant plus grande que l'on éloigne davantage ce corps M.

34. Proposition. — *> « Quand le fluide d'un corps est dissimulé en » tout ou en partie par l'influence d'un autre corps électrisé, ré- » ciproquement Télectricité de celui-ci est dissimulée aussi, au V moins en partie, par le fluide du premier corps. »

En effet, lorsqu'on présentée un corps éiectiisé M (Ji^, %ti) Auquel sont suspendues dettx petites pailles, un corps cemëuoteur AB qui est isolé, et qu'on a touché un moment pour ne lui laisser qu'un fluide de nom différent du fluide de M; alors ee fluide de nom différent est dissimulé par l'action du corps M.

ÉLBCTRiCrrt. 25

Mai» je dis qu'il dÎMntaule à aon lottr unn jMinie de Félectnckë de ce corpg M ; car, tant qiu AB reHedcrant kti, aes paiilet a'of* frent qu'une certaine divergence de H à M', par exemple, tandis qne^ quand ce corps AB n'y éiait pat^ elles en offiraient une plus grande^ telle que de F à F', et inéine elles reprennent cette dirergence plus grande dès qu'on éloigne AB ; ce qui démontre bien la proposition énoncée.

Çmé expériences semblent encore plus faciles avec l'appareil iemv^pg* 220, où l'on a mis les mêmes lettres qu'à lay^, 213, afin que Ton puisse, si on le désire, répéter sur cette figure les dé«f eloppemenu que nous venons de donner sur la fig. 213, D'ailleurs cet appareil est le même que celui du n<» 32.

L'élecUopbore, le condensateur et la bouteille de Leyde sont des applications des principes précédents trop intéressantespour ne {ma eu dire un mot.

De V Electrophore,

35. L'électrophore consiste en un plateau métallique P (/'^.22l) muni d'un manche de verre m et en un gâteau de résine G. Pour se servir de cet appareil, on frotte ou frappe vivement le gâteau G avec une peau de chat : par là on développera une couche d'électricité résineuse qui demeure dans les molécules de la superficie du gâteau; ensuite on pose le plateau P sur le gâ^u. Pour lors l'électricité résineuse de ceiui-ci décompose le fluide neutre de ce plateau, repousse la partie résineuse à la surface supérieure du plateau, et attire à la surface inférieure la partie vitrée : c'est ce que l'on a représenté par des signes-f-et — tracés sur les deux faces du plateau, à savoir le sigae-|-pour représenter le fluide vitré, et le sigoe — pour représeiiter le fluide résineux. Le fluide vitré, quoiqu'attiré par le gâteau, ne s'y répand pourtant pas, parce que la couche d'air placée entre le piateau et le gâteau Tén empêche. Cette couche vient de ce que deux corps superposés, tels que P et G, ne se touchent pas si parfaitement, qu'il tfy ait entre eux quelque espace où Tait reste en couche mince. Cette couché, toute mince qu'elle est, ne laisse pas que d'offrir Uti obstacle liufflsant à la lehdance de l'électricité de P pour se |>6rl€fr 6ur G, parte que cette électricité, appuyant également sut tods tés pdiuti de cette «ouche d'air, ne peut la percer nulle part, 6t fa'a d'autre effet que de 1* coithprimer plu» ou moins. MAitltenaut, pendant que le plateau eitt ainsi sur le gâteau, on

touche du bout du doigt le dessus du plateau ; par ce contact, on enlève rélecti*icité résineuse de ce plateau, et il ne lui reste que rélectricité vitrée. Aussi, si, en prenant ce dernier par son manche de verre m, on Tenlève loin du gâteau, on le trouvera chargé partout d'électricité vitrée avec laquelle on pourra ensuite électriser un autre corps ou faire toute autre expérience que Ton voudra. Comme on n'a par là rien enlevé de l'électricité résineuse du gâteau, on voit qu'après avoir dépouillé le plateau de son électricité vitrée, on pourra le replacer sur ce gâteau, puia en toucher encore une fois le dessus avec le doigt, et l'enlever de nouveau chargé d'une nouvelle quantité d'électricité vitrée égale à peu près à la première. On peut recommencer cette opération un très-grand nombre de fois, et l'on aura à chaque fois sur le plateau une nouvelle quantité d'électricité vitrée. C'est pourquoi on appelle cet instrument électrophore, c'est-à-dire porte-électricité, parce qu'on a en lui un réservoir d'électricité qui ne s'épuise que très à la loogue, au fur et à mesure que l'électricité du gâteau, à force de temps, se dissipe peu à peu dans l'air. A chaque fois qu'on enlève le plateau de dessus le gâteau, il faut avoir soin de le tenir bien parallèle à ce dernier, parce que si on l'incline d'un côté plus que de l'autre, l'électricité vitrée s'élance par ce côte plus incliné sur le fluide résineux du gâteau, et le plateau perd ainsi son électricité en même temps qu'une partie de celle du gâteau est neutralisée.

Pendant que le plateau demeure sur le gâteau de résine, l'électricité vitrée qui reste à ce plateau après qu'on l'a touché est entièrement dissimulée et ne peut 'donner aucun signe de son existence : elle ne se manifeste que quand on enlève le plateau pour le soustraire à l'influence du gâteau.

Description du condensateur et explication de ses effets.

36. V Le condensateur est un instrument destiné à condenser autant que possible l'électricité sur une surface.

Cet instrument consiste en deux larges plateaux métalliques. Ils sont ordinairement en cuivre ; mais pour éviter la confusion, nous supposerons l'un en acier et l'autre en cuivre ; d'ailleurs tous deux sont parfaitement polis et unis. L'un d'eux, celui en cuivre par exemple, est porté par un pied de métal ou de bois.

La position de ce plateau est alors horizcmtale, et on y place un carreau de verre qui dépasse le plateau de toutes parts : ensuite

on applique le plateau d'acier sur ce carreau : du milieu de ce plateau d'acier s'élève un manche de verre ou de gomme laque, au moyen duquel on peut l'enlever.

2® Concevons maintenant que ce plateau d*acier communique avec une machine électrique par une chaîne suffisamment longue ; et après avoir éloigné ce plateau de celui en cuivre, supposons qu'on fasse faire un premier tour à la roue de la machine électrique pour l'électriser. L'électricité développée par ce premier tour se répandra sur le cylindre de la machine et sur le plateau d'acier, et y produira une certaine tension. Mais ensuite, si l'on applique le plateau d'acier sur celui en c ivre recouvert du carreau de verre, alors l'électricité vitrée du ] lateau d'acier décomposera le fluide naturel du plateau en cjivre, attirera et fixera la partie résineuse sur la superficie de ce plateau, repoussera la partie vitrée qui s'écoulera et se perdra dans la terre.

3® Mais aussitôt l'électricité résineuse du plateau en cuivre réagirasur l'électricité vitrée de la machine et du plateau d'acier; elle l'attirera et en fixera une partie sur la surface inférieure de ce plateau d'acier ; alors la tension électrique de sa surface su« périeure et de la machine électrique subira une diminution.

A^ Cette diminution serait moins considérable si le plateau en cuivre était isolé, parce qu'alors la partie vitrée de son fluide naturel ne pouvant plus se perdre^ contre- balancerait la partie résineuse qui n'attirerait plus une si grande partie de l'électricité de la machine sur la surface inférieure du plateau d'acier.

5** Le même raisonnement aurait lieu si l'on faisait faire un deuxième tour à la roue de la machine, puis un troisième, puis un quatrième, etc.

6i^ Donc la tension électrique produite à chaque tour sur la machine et la superficie du plateau d'acier appliqué sur le plateau de cuivre est moins grande que si ce plateau d'acier était éloigné du plateau en cuivre et ne pouvait avoir sur lui aucune influence ; il faudra donc faire faire un plus grand nombre de tours à la roue pour arriver au maximum de tension électrique qu'il est possible de produire sur la machine électrique, et ainsi il y aura une plus grande quantité d'électricité accumulée sur le plateau d'acier. Au reste, il est facile de voir que tout ce surplus d'électricité sera condensé sur la surface inférieure du plateau d'acier dont il s'agit.

Enfin, on voit encore, par ce que nous avons dit au n** 4 de cette théorie du condensateur, que le fluide condensé serait moin considérable si le plateau de cuivre était isolé.

H TRAITÉ DE PQYSiQUE.

SoppofODi roaÎBteDant qu'arec deux baguattetde verre oo en^ lère û cbaina qui fart de communication entre le plateau d'acier et la machine ; alors le condensateur sera chargé de deux éleo^ trieités, savoir s d'une grande quantité d'électricité Titrée du côté du plateau d'acier, et d'une moindre quantité d'électrieité résineuse du côté du plateau de cuivre.

On le déchargera si l'on touche le plateau d'acier quand il ea| sur le plateau de cuivre ; mais pendant que le fluide vitré du plateau d'acier s'écoule par le bras de celui qui touche le plateau, le fluide résineux du plateau en cuivre s'écoule par le support du condensateur.

37. Proposition. — '« Quand on condense, au moyen de cet w instrument, de très-fortes quantités d'électricité, une partie du » fluide vitré du plateau d'acier pénètre la surface supérieure du » carreau de verre, et une partie du fluide résineux pénètre la ••surface inférieure de ce carreau. »

En effet f dans ce cas, si, après avoir touché uue première fois le condensateur pour le décharger, on attend ua inatapty lesdeu^ fluides sortent du carreau de verre : le vitré va sur )e plateau d'acier et le résineux sur le plateau de cuivre, de piaaière que Ip condensateur se recharge- Alors, en touchant une deuxième fois cet instrument, on en tirera encore une étincelle, et l'on en pourra tirer ainsi plusieurs à diff'érents instants.

Remarque. — Le plateau d'acier que nous avons su]^sé plaeé sur le carreau de verre s'appelle collectmr*

Définition. ^ On appelle collecteur le plateau isolé d'un aon*^ densateur sur lequel on fait arriver l'électricité que i*am veui condenser.

38. Proposition. — « Si les plateaux d'un condensateur ne sont » pas vernis, la plus grande partie de Télcctricité accumulée §e >» répand sur le verre et s'y attache de sorte qu'elle ne suit pas * le plateau collecteur quand on l'enlève. »

En effet, supposons qu'on isole un condensateur après l'avoir chargé comme nous l'aveps dit au îi° 36, On sait qu'alors si, tenant les doigts d'une wiain sous le plateau inférieur, o» touche le dessus du plateau supérieur, on receyra une commotion plus ou moins forte. Or, si, au lieu de s'y prendre aipsi, on enlève le plateau supérieur en le prenant par son manche isolant d'iiitfe main, qu'on le touche avec l'autre main, on tirera uue étincelle à peine sensible. De même si, après avoir ôté le carreau de

WPF^ 4^ d«Mi>s le plateau inférUiir que ppU9 avons supposé isolé, 01» en «pprocbe le doigt, ou »'eu tirera qu'une étincelle extrér mement laible. filais si^ pendant qu'on tient le carreau de verre par un d« ses angles, ou prie une personne d'appliquer en même temps sur sas deux faces les deux mains bien étendues pour éta«blir la communication entre ces deux faces sur un plus grand nombre de points à la fpis, cette personne recevra une commotion i peu près aussi forte que si l'on eût déchargé le condensateur dç la manièi:^ indiquée au cou^menpement de la présentie explie^JÛon. On obtiendra encore le même résultat si, après avoir touché un instant avec le doigt chaque plateau du condensateur pendant qu'ils étaient éloignés l'un de l'autre et du carreau de verre, on remet ce carreau entre les deux plateaux au lieu de Iç mettre entre lesd<^ux mains de quelqu'un ; car si alors on décharge l'appareil comme à l'ordinaire, il donnera à peu près la mém^ commotion que si on n'avait pas touché auparavant chaque pla<v teau séparément.

Ainsi les deu}c électricités de l'appareil sont appliquées sur les d^ux faces du carreau, et les deux plateaux ne servent qu'à établir la communication de ces deux faces sur un grand nombre de points h la fois. Aussi, supposons que, pendant qu'on tient par un de Be9 angles le carreau retiré d'entre les deux plateaux, la personne que nous disions tout k l'heure, au lieu d'appliquer ses mains sut les deux facçs de c^ carreau, ne fasse que de prou^ner un dgigt sur chacune d'elles, pour lors cette personne ne ress^ntir^ qu'une sortç de petit picotement venant dç ce qu'elle décharge le carreau seulement par partie.

J'ai dit si les plateaux ne sont pas vernis^ parcç que, s'ils sont vçrnis, la proposition précédente n'a plus lieu, comme ou va le vp|r.

39. Prop9smn,'^u Si Us plateau» d'uu condensateur sontcoui; » verta 4'une Mui^be de vernis isolant, l'éleçtrieité tout ^nùkH » fuit le collecteur quand ou l'enlève» sans qu'il eu rest« sur la » v«rr« qu^ sépare lies deux |4ateaux. y*

En effet, dans ce eas, l'électricité s'accumule en dedans de la couche de vernis, c'est-à-dire dans le métal que cette couche recouvre, ou plutôt entre les molécules de cette surface métallique» de sorte que quand on enlève le collecteur, comme on enlève eu même temps la couche de vernis, il s'ensuit qu'on enlève aussi l'électricité.

Remarque F, — Dans ce cas, aussitôt qu'on enlève le collecteur

et son ëléctricité que je supposerai vitrée, par exemple, il est clair que rëlectricité résineuse du plateau inférieur s'écoule dans le sol, mais elle revient sitôt qu'on replace le collecteur.

Remarque IL — Pour que l'effet de la proposition précédente ait lieu, il faut que la charge du condensateur ne soit pas trèsforte, car autrement elle percerait les couches de vernis, et on retomberait dans le cas de plateaux non vernis.

Le carreau de verre sert d'obstacle aux électricités des deux plateaux, afin que les électricités ne se portent pas l'une sur l'autre pour donner du fluide naturel. Mais quelquefois on supprime ce carreau et on se contente de la couche de gomme appliqué sur chaque plateau ; c'est ce que l'on a fait dans le condensateur à lames d'or.

40. Le condensateur à lames d'or est représenté dans la fig. 224 dont nous avons déjà parlé au n* 28. Ce n'est autre chose que l'électroscope dont nous avons parlé à la fin de ce numéro, seulement on a vissé a sa garniture en cuivre un condensateuryy. Dans ce condensateur, le corps isolant placé entre les deux plateaux n'est aulre chose qu'une légère couche de vernis à la gomme laque appliquée sur chacun de ces plateaux. La perfection de l'appareil dépend de la manière dont leurs deux surfa* ces sont bien dressées, afin que l'application de l'un sur l'autre soit très-exacte et qu'ils joignent bien l'un avec l'autre.

Dans cet appareil, le plateau collecteur (n<> 37) est le plateau inférieur, et pendant qu'on le charge d'électricité en touchant, par exemple, un instant sa tige fz avec quelque conducteur zs très-faiblement électrisé, on doit faire communiquer le plateau supérieur avec le sol, soit en mettant le doigt dessus, soit par une chaîne qui, partant de ce', traîne jusqu'à terre; ensuite, quand on a chargé ainsi le condensateur, on enlève le plateau supérieur en le prenant par son manche me et le tenant bien parallèle au plateau inférieur. Il faut, pendant cette opération, éviter soigneusement de frotter les plateaux l'un contre l'autre pour ne point produire d'électricité étrangère à l'expérience qu'on veut faire. Tant que le plateau supérieur était sur l'infér rieur, les lames d'or étaient demeurées immobiles, vu la faiblesse de l'électricité de zs ; mais sitôt la disparition de ce plateau supérieur, elles s'écartent plus ou moins et même quelquefois jusqu'à loucher les deux petites boules de cuivre placées à droite et à gauche, comme le représente la figure.

Si l'on voulait chai:ger cet appareil avec une quantité d'électricité trop forte, les couches de vernis dont nous avons parlé ne

ÉLECTRICITÉ. 4t

lui offrant pas assez de résistance, cette ëiectricité s'ëcoulerait dans le sol par communication du plateau supérieur, et la charge n'aurait pas lieu.

'^M. Peclet remplace le condensateur ordinaire ff par un "^condensateur composé de trois plateaux en verre entièrement *doré, placés les uns sur les autres, et isolés les uns des autres "^par des couches de vernis. Le plateau supérieur est percé à son "^centre d'un trou qui laisse passer le manche dont est muni le ^plateau intermédiaire, et à ce plateau supérieur est fixé un tube "^verticalen verre dans lequel s'élève ce manche, qui est aussi en "^Terre. Pour charger l'appareil, on dépose sur le plateau supé- '^rieur l'électricité qu'on veut étudier ; supposons que ce soit de *réleetricité vitrée; ensuite on eulève Téiectricité vitrée que '^cela développe dans le plateau intermédiaire en mettant un in- "^stant le doigt sur une tige métallique fixée au bord de celui-ci) "^etil ne lui reste que de l'électricité résineuse. Maintenant, si ^l'on soulève suffisamment le plateau supérieur, cette électricité "^résineuse, auparavant tout accumulée au-dessus, viendra jus- "^qu'au - dessous du plateau intermédiaire et exercera son in- '^flueuce sur l'inférieur. Alors on touchera celui-ci pour lui en- *lever l'électricité résineuse développée par cette influence et ne "^lui laisser que l'électricité vitrée correspondante. A chaquefois "^qu'on recommencera cette manœuvre, le plateau inférieur ac- "^querraune nouvelle quantité d'électricité, de sorte que,quelque ^petite que soit la dose qu'il acquière en une fois, néanmoins, *après un certain nombre de fois, elle deviendra toujours assez *forte pour faire diverger les lames d'or dès qu'on enlèvera les "^deux plateaux supérieurs, ce qui est très-aisé au moyen du "^manche de verre du plateau intermédiaire, car ce manche sort Me quelques pouces au-dessus du tube de verre dont nous avons "parlé eu commençant.

Ml. Problème. — «» On demande de déterminer le rapport de *» la quantité d'électricité reçue d'une source électrique par le ••collecteur d'un condensateur, selon qu'il est posé sur le pla- *» teau inférieur ou qu'il est hors de son influence. »

"^SolvXion. — La solution dé ce problème est fondée sur le ^principe suivant, qui indique à la fois le mode et les bornes de *raccumulation produite par les condensateur. L'électricité A, "^introduite dans le plateau collecteur, neutralise à distance ou Missimule une portion — B de l'électricité contraire sur le pla- *teau inférieur qui communique au sol, et elle l'empêche de Véchapper. Celle-ci à son tour fixe et dissimule de même une

*fQï^on Ai à^ ViUçtmité du pUteau calte^tevr t et l»i aie d»force "^«ypan^ivQ. Im pUtAW collecteur se trpuFe doac exactepienf "^dans le même cas que s'il avait seulement A — A| d'électricité "^libr^, ^t ^p conséquence il doit continuer à se charger^ jusqu'à \$ qu9 cett^ qusoûti égale celle qu'il aurait prise auiL çonduc^ '^t^urs d(B la mscbin# éU^tfiqut^ gu^i quels il couimunique, s'il eût '*'été mis s0m1 en contact avec eu^ sans l'influence du plateau iu« '^férieurr Soit doac S sa charge i dans cettf circonstan^ce, ou auri^ "^à U limite

'^La proportion de A à — B et de — B à Ai dépend de la dis- '^ lance plus ou moins considérable qui existe entre les plateaux. ^Mais dans tous les cas --r B doit être plus faible que A|, abstrac- ^tjon faite du signe ^ en sorte que si A est vitrée et B résineuse, ^ces deux quantités mises e^ contact devront donner un résidu *vitré, car l'attraction des molécules de -1- A sur — B doit êtrg ^moindre à distance qu'elle ne serait au contact; puis donc qu'à "^travers la couche isolante elles peutralisent -— B et lui ôtent sa '^fqrce expansiye naturelle, il; faut qu'elles compensent par lei|r ^nombre l'affaiblissement de leur action. En conséquence^ si l'on ^représente le rapport de ces deux; quantités par m^ de sortg ^.qu'pn ait

8;;=»— ^A ou B'^.wA = 0,

'^le nombre m sera nécessairement une fraction positiva et moia» *dre que Tunité.

*^Maintenant, de même que A neutralisa — Bà travers l'épais- *seur de la couche isolante, de même fil y a dans A la portion A| *que — B neutralise ; et le mode d'action étant exactement pavail, '^la proportion de saturation devra être la même aussi, c'ast-à- Mire qu'on aura

As P97 ^ mB ou Ai 4" ''^8=^0»

'^Si Ton élimine P de cette équation au moyen de sa valeur ^en A, il en résultera A^^^m*A ; et par suite l'équation que pous ^^vons trpuye'e plus haut pofir la limite de la charge du conden- '^sateur deviendra

EsK (4 ^1»') A d'où -^fs^^ — ^ou s:5f*, en repr駫n«

fit i-^ffi* Jb

^nt ^~.~ par fi. ^ egjLle rapport des dharges qua la plataaai

$LBGTRICITi. 43

*fiMtttt/C9ÊM iuequiert par ion contact avec les mâmataoBdiictaim, '^•fcc ou Mn$ l'influencfi de Tautre plateau. Ce rapport eet par *€0]i9équaot la mesure de la force condensante qui se trauTe *aiqai exprimée par

OU par II.

*Pàr exemple, si msa rfi^ c'est*à-dire si cent parties d'ilee- '^tricitë dans uu des plateaux en neutralisent quatre^rTÎngtvdix^ *Mn{ dans l'autre à travers la couche isolante, on aura, en metp "^tsnt pour m cette valeur :

J— in«

c'est-à-dire que sous l'influence du plateau inférieur, le plateau '^collecteur appliqué à une source quelconque d'électricité en éprendra cinquante fois autant que s il était seul.

"^ Ainsi, pour connaître la force condensante d'un pareil instru- *ment, tout se réduit à connaître la fraction m. Pour la déter- "^miner on isolera cet insùniment, et on le chargera d'une quantité ^'électricité quelconque, en prenant soin de toucher le plateau ^inférieur; puis on séparera ces deux plateaux bien parallèlement '^l'upà l'autre avecleurs couches isolantes, çj^ l^s prenant par leurs '^manches de verre, et l'on portera le pjan d'épreuve ^uçc^sive- ^ment sur chacun d'eux clans un point semblablement silué^ pAr ^exernple, sur la circonférence des plateaux* La balance de l^or*- *Mon fera alors connaître quel est, en ce point/ le rapport d'éépaisseur des couches électriques, et compte les plateaux ^ont de *même grandeur, ce rapport sera aussi celui de leurs quantités '^totales d'électricité. Or, d'après nos formules, si celle du plateau "^collecteur est A, celle du plateau inférieur sera — jmA. Pivisapt Monc laseconde par la première, on aur]^ mf après quoi on'ppurrii

^oakuUv ^. c'est-à-dire la force du condensateur. Cette

'^force, 4'après son ezpressioio même, augmente a ineaure que la

^fraction m diffère moins de l'uniti, ^'eat^A*dire i mesure que les

"^quantités d'électricité qui peuvent sa neutraliser à travers la

'^couche isolante, approchent plui .d'être égales entre elles ; an

"^eSet, si elles é^iei^t égales, toutes les quantités reçues par le

"^plateau collecteur seraient entièrement neutrAU«ées par ï'éleç-

"^tricité du pbte^u inférieur $ il m se développerait aucune fmwe

^expansive, et rien, par conséquent, n'empêcherait l'arrÎTéed^une '^nouvelle quantité d'électricité qui serait aussitôt neutralisée "^â son tour. La force de condensation serait donc alors infinie ;

'''et c'est aussi ce que montre la formule, car la quantité ^

1 ^^mr

"devient infinie quand m = 1. Généralement la valeur de la frac-

"^tion m dépendra de la distance des plateaux, et elle différera

^d'autant moins de l'unité que leur distance sera plus petite.

'^Gette proximité augmentera donc la condensation.

"^Mais la quantité absolue d'électricité accumulée dépend aussi

Mu facteur E qui exprime ce que le plateau collecteur prendrait

'*^aux conducteurs électrisés qui le chargent, s'il était mis seul

*en contact avec eux. Or, toutes choses d'ailleurs égales, cette

^quantité doit augmenter avec la surface du plateau collecteur.

^Ainsi, les condensateurs d'un grand diamètre accumuleront

"^plus d'électricité que ceux d'un diamètre moindre ; c'est ce que

'^l'expérience confirme. La solution précédente est extraite de

M. Biot, t 2, p. 365.

BouieUle de Leyde.

42. Cet instrument est au fond la même chose que le condensateur. Pour faire cet instrument, on remplit aux trois quarts une bouteille avec de la grenaille de plomb, ou delà déco upuréde cuivre ou toute autre substance conductrice {fig* 225 bis); on colle sur la partie inférieure de cette bouteille une feuille d'étain, qui la recouvre entièrement, jusqu'au delà des trois quarts de la hauteur de la bouteille; on bouche celle-ci avec un bouchon de liège uiuni d*une tige en cuivre qui pénètre jusqu'au fond de la bouteille : la partie inférieure de cette tige est cachée dans la grenaille de plomb, et l'extrémité supérieure, qui est hors de la bouteille, est terminée par une boule de cuivre. L'ensemble de cette tige et de la grenaille de plomb est ce qu'on appelle la garniture intérieure de la bouteille; la feuille d'étain collée sur cette bouteille est sbl garniture extérieure.

Supposons maintenant qu'ayant pris la bouteille par la garniture extérieure, on touche le cylindre d'une machine électrique avec la garniture intérieure, et qu'en même temps on fasse tourner la roue de la machine ; il est facile de prévoir ce qui arrivera, car on peut comparer les circonstances actuelles à celles du condensateur. En effets la garniture intérieure est comme le plateau

collecteur d'un condensateur en communication arec la machine; la garniture extérieure est l'autre plateau ; enfin le verre de la bouteille est le carreau de verre qui séparait les deux plateaux. Par conséquent, la superficie de la garniture intérieure se chargera de l'électricité vitrée fortement condensée^ et quant à la garniture extérieure, une moindre quantité d'électricité résineuse recouvrira la surface par laquelle cette garniture extérieure est collée à la bouteille.

La bouteille étant ainsi chargée, si, pendant qu'on la tient d'une main par la garniture extérieure, on approche de la gar* niture intérieure l'autre main ou une tige métallique, on en tire une forte étincelle, et l'on reçoit une violente commotion à chaque bras, parce que le fluide vitré de la garniture intérieure s'écoule par le bras qui touche cette girniture, en même temps que le fluide résineux de la garniture extérieure s'écoule par l'autre bras.

Pour décharger la bouteille de Leyde sans recevoir de commotion, il faut prendre un arc métallique qu'on appelle excita^ ieur; alors, pendant qu'on tient un des bouts de cet excitateur sur la garniture extérieure, on approche l'autre bout du sommet de la garniture intérieure, et il se tire une étincelle sans que la main qui tient l'arc métallique ressente rien, parce que, dans ses mouvements, l'électricité suit toujours le meilleur conducteur : ainsi le métal étant bien meilleur conducteur que la main, le mouvement des fluides s'accomplit entièrement dans son intérieur.

La bouteille est alors déchargée ; mais il arrive souvent qu'elle se recharge un instant après, comme le condensateur. Le nom donné à la bouteille de Leyde vient de ce que cet instrument a été inventé à Leyde.

Le bocal ou la jarre électrique n'est qu'une bouteille de Leyde dont le col est très-large. On en profite pour remplacer la grenaille de plomb par une feuille d'étain que l'on colle sur Tintérieur de cette bouteille. Pour lors, la tige qui traverse le bouchon de la bouteille est terminée en bas par une petite chaîne qui flotte dans la bouteille.

Des Batteries,

43. Une batterie électrique n'est qu'un assemblage de jarres électriques dont les garnitures intérieures communiquent en-

M TR/kITÉ DB PHTSIQUE.

§êtMm far <k§ triaiiglêt de cuirre. Ainn la fig. 325 fp réM Iitc iteuf jarrM de celte série, et Ton voit que les troie bouton» i, t^ i, des trois premières jarres communiquent arec le bouton central, et les bouton» l/' I," i\ des trois dernières jarres par des trm«gles qui vont de Tun à Tautre les trois boutons / et / des jarres du milie»A «toutitlUniquent ensemble par une autre tringle. Toutes ces jarres sont conteuues dans une caisse BBB'B' dont l'intérieur est tapissé par une feuille de plomb. Cette feuille et la poignée de la caisse communiquent ensemble, de sorte qu'en Attacbant à cette poignée une chaîne qui traîne à terre, on peut faire communiquer au sol les garnitures extérieures de toutes les jarres à la fois.

Pour décharger une batterie sans danger, il ne suffirait paa toujours d'un simple arc métallique, comme nodà avons dit pour la bouteille de Leyde* On prend ce qu'on appelle le grand excitateur. 11 consiste en deux grandes tiges courbes de ciÉiyre qtli eont réunies et se meuTent Tune sur l'autt-e comme les deux bitHMhes d'une paire de ciseaux. Chacune de ces tiges a un manche de yerre; en tenant le grand excitateur par ces deux maa*» ckes de yerre, on pettt décharger la batterie sans danger, ea a'j prenant comme nous ayons dit pour la bonteille de Leyde.

Article II. — Equiubre des fluides électriques sur les corps,

XU ÉGARD A l'action DE CES CORPS SUR CES FLUIDES OU A CELLE DE LEUR CHALEUB, ETC.

44. Ce qui précède renferme la seule partie de la théorie de l'électricité vraiment complète; les phénomènes que nous y avons étudiés sont des effets calculables des forces que les molécules électriques exercent les unes sur les autres, et il ne peut reâter ni doute ni obscurité sur le mode de production deceseffeta. Il n'en est pas ainsi des phénomènes qui nous restent à étudier sur l'équilibre des fluides électriques. On voit bien par la nature de ces phénomènes, comme nous le reconnaîtrons, qu'il s'y mêle des forces autres que celles des molécules électriques entre elles ; mais on ne peut encore s'en faire une idée précise ; on ne sait même, à vrai dire, à quel agent on doit les attribuer, si c'est aux molécules des corps, ou à leur température, ou à leur mouvement, ou à toute autre chose. On n'est pas plus instruit sur les lois qui dirigent leurs actions. Aussi, tout se réduit ici à l'obfWâtîoa de* phénomènes, sans poUy6ir les déduire d'une prd-

ÉLecmititÈ. 17

piéiê détéirmiDéè dé là inàtière. Totit eë Mè Vàû pèiit tàltêj d&ftô la èêAè de ces pfaénotnènes, c*e$t de déduire pat le tAlctll qaelqttes-uûd des dérriiers de cette série dé qiielc{ues«<uds des ^étniers, et encore teld n'arrité qde pour Utie Seule espèce de ce genre de pliénomènes, à savoir teui dé la distribution du Buide électrique dans ce qti*on appelle la pîté vottaïgue, comme nous le verrons; tous ces phénoniëùes sont dolic encore des mystères, et le secret de Dieu nous est encore caché par rapport Il eux comme par rapport â tant d'autres tout aussi obscurs.

Manquant donc de connaissances nécessaires pour établir entre les iaiis que nous avons â examiner iin ordre tenant à l'essence mêuke des cboses, noua les rahgei'Oiis diaprés Timportance du rôle qu'ils jouent dans les expériénées dé physique et de éhiinie. Ainsi, nous parcourrons successivement les modifica-^ tions apportées dans 1 équilibre électrique par le simple contact des substances hétérogènes, par la pression et enfin par ta chaleur.

J t. — MomncATton ns L^tqmttwÉ nss twit^ti ÉLËctRiQuEs ^ae

tb Sttt^LE COin'A(?f 0£S eoftl^S ntrÈÈ.6Gkfmy 00 bO âALVAKISMC.

Quoique la théorie que nous allons traiter porte le nom du

célèbre Galvani, elle n*a jamais eu de plus opiniâtre adversaire.

9 Le nom lui est néanmoins resté, parce que c'est à l'occasion d'une

observation de ce savant que Tolta l'a établie ; nous n^en ferons

connaître que les faits principaux.

45. Proposition. — a L'équilibre du fluide neutre est impossible » dams la réunion de deux corps hétéro£;èuea en contact i il faut » alors pour l'équilibre électrique qu'il se décompose uae cer- » taine quantité de fluide neuti e dont la partie vitrée se répand » sur un des corps et la partie résineuse sur l'autre. »

Démonstration» — Cette proposition se démontre avee le candcnsateur à lames d'or dont nous avons donné le dessin {fig,%%i). Nous distinguerons deux cas dans celte démoastraUdU t le cas où r«n des deux corps eu contact communique avec le sol^ et le cas où ces deux corps sont isolés. Dans le premier cas, l'expérience se fait de la manière suivante t

On prend le condensateur à lames d'or que nous avons décrit au n"* 40^ et l'on s'assure bien qu'il ne coniient pas la Hioindre trace d'électricité. Ënsiùte, pendant qu'on tient le doigt 9ur le

plateau supérieur pour le faire communiquer avec le fol, on touche la tige fz de Tautre plaleau avec uq métal différent du cuivre ; et si, après avoir retiré ce métal, on enlève le plateau supérieur, on voit les lames d'or diverger plus ou moins suivant le métal qu'on a choisi. On prend ordinairement le zinc, parce qu'avec un appareil de cuivre c^est le zinc qui donne l'effet le plus sensible. Pour reconnaître l'espèce d'électricité à laquelle est due cette divergence des Lames d'or, on suivra ce qui a été dit au vl^ 29. Ainsi, après le contact du zinc, si l'on présente uii bâton de cire préalablement fiotté, la divergence des lames d'or augmentera ; donc dans le contact du zinc avec le cuivre, celuici s'électrise résineusement ; au contraire, par le contact de Tor on trouve qu'il s'électrise vitreusement.

En faisant l'expérience de la manière que nous venons de dire, on peut craindre que ce soit le frottement mutuel des deux métaux qui produise l'électricité qui se manifeste ; car on ne peut guère répondre de ne produire dans le contact mutuel des deux métaux aucun frottement de Tun contre l'autre. Pour répondre à cette objection, on s'assure d*abord qu'en prenant un morceau de cuivre au lieu d'un morceau de zinc et en touchant le condensateur avec ce morceau de cuivre, on n'obtient aucune trace d'électricité. Ensuite on prend une t^.ouble lame cz [fig. 227) composée d'un morceau de zinc jz, soudé avec un morceau de cuivre se, et, tenant cette double lame par sa moitié de zinc, on touche comme précédemment le condensateur avec la moitié de cuivre, et l'on reconnaît qu'après cette opération les lames d'or sont encore chargées d'électricité résineuse. Or, d'après ce qu'on vient de voir, ce n'est pas au contact de l'appareil avec la partie en cuivre de la lame qu'est due cette électi icité, c'est donc à la juxtaposition des deux parties de cette lame qu'il faut l'attribuer. Il suffit donc de juxtaposer deux métaux différents l'un contre Tautre pour produire de l'électricité. Mais je dis de plus que si, en touchant le cuivre avec du zinc, par exemple, comme dans les expériences précédentes, il se produit de l'électricité résineuse sur le cuivre, il faut en conclure qu'il se produit en même temps de l'électricité vitrée sur le zinc j car l'électricité résineuse du cuivre ne peut venir que d'une décomposition de quelque quantité de fluide neutre des deux métaux produite par leur contact mutuel, décomposition qui ne peut consister qu'en ce que la partie résineuse de ce fluide neutre va d'un côté et la partie vitreuse va de l'autre côté. Ainsi le zinc doit s'électriser vitreusement en même temps que le cuivre l'est résineusement; seule-

ment, cette électricité vitrée s'écoulant dans le sol par la main qui tient le zinc, reste inaperçue. Au reste, nous constaterooa par l'expérience, à la fin du n" 47, l'existence de ce fluide vitré du zinc.

Supposons à présent les deux métaux en contact parfaitement isolés; je dis qu'ils s'élcctrisent «encore.

Pour le prouver on a deux disc(ues égaux, l'un de cuivre et l'autre de zinc ; chacun porte au centre d'une de ses faces un manche en verre couvert de gomme laque, tandis que Tautre iace est parfaitement polie et plane. Ayant pris ces deux disques, chacun par son manche, ou les applique exactement Tun contre l'autre; puis les ayant séparés sans les faire frotter l'un avec l'autre, on touche le plateau immobile ou inférieur du condensateur à lames d'or avec le disque de cuivre, pendant que le plateau mobile ou supérieur de ce condensateur communique avec le sol. Cette première expérience faite, on touche chaque disque pour les ramener à l'état naturel, en cas qu'ils se fussent électrisés. Ensuite, après les avoir appliqués une seconde fois l'un contre l'autre, on retouche le plateau immobile du condensateur avec le disque de cuivre. On peut recommencer la même expérience une troisième fois, puis une quatrième, puis une cinquième, etc. Si, après la neuvième ou la dixième fois, on enlève le plateau mobile du condensateur, on voit les lames d'or de rélectromètre s'écarter d'une quantité considérable. Le disque de cuivre a donc à chaque fois déposé une quantité d'électricité sur le plateau collecteur du condensateur ; et lorsqu'on enlève le plateau mobile, cette électricité, en descendant sur les lames d'or, les écarte Tune de l'autre. Quand on approche un bâton de résine électrisé de Télectromètre, on voit les laides s'écarter ; l'électricité de celles-ci est donc résineuse.

46. Proposition. — « Pendant le contact mutuel de deux corps » isolés, l'électricité due à ce contact est insensible, ou du moins » infiniment moins sensible que quand un de ces corps commu« » nique avec le sol. a

Prouvons, par exemple, que l'électricité du cuivre ne produit rien sur le condensateur quand le zinc qui touche ce cuivre est isolé ; ceci est très-aisé. £n efi'et, on n'a qu'à tenir avec une cn* veloppe de soie, ou par un manche de verre, la lame de zinc avec laquelle on touche le plateau inférieur en cuivre du condensateur, et, en levant le plateau mobile, c'est-à-dire le plateau supérieur, sitôt après ce contact, on ne verra aucune divergence sensible entre les lames d'or, même quand le morceau de T. I. 4

zinc est très-grand. Il ne faut cependant pas croire que dans cet état d^isolement le contact des deux métaux ne donne pas d'électricité ; il en donne incontestablement, selon que le prouve la deuxième partie de notre proposition précédente. Cette difficulté ne s'explique bien qu'en calculant la charge du condensateur par la formule déjà donnée pour cet instrument, et par les principes mathématiques de la théorie de Yolta exposés plus bas, n" 61 et 62.

47. Définition:*^ Lorsque deux métaux sont en contact, il y a une certaine force que nous appellerons électromotricç^ et qui décompose le fluide naturel de ces métaux ; la partie vitrée se répand sur l'un des métaux, tandis que la partie résineuse se répand sur l'autre : par exemple, si l'un des métaux est du zinc et l'autre du cuivre, le zinc s'électrise vitreusement et le cuivre résineusement.

Proposition, — « La force électromotrice n'est pas de méniiç 9» intensité dans tous les corps. »

En e£Fet, le zinc et le cuivre ne sont pas les seuls métaux capables de donner les résultats obtenus ci-dessus; il suffit, pour les obtenir, que les disques mis en contact soient de métaux différents. Mais ces résultats sont plus ou moins sensibles, suivant les métaux que Ton prend, et ils le sont plus avec le sine et le cuivre qu'avec les autres métaux ; ce qui suffit pour prouTer notre pro<position.

Proposition. — « Lorsqu'un métal zs {fig» 224) est en contact » avec deux morceaux d'un autre métaiy'z et cs^ dont l'un es » communique au sol, alors l'autre morceau /^z ne donne que w du fluide neutre. »

£n effet, les deux plateaux/* du condensateur étant l'un sur l'autre, supposons qu'après avoir pris la lame zc par son extrémité de cuivre c, on touche la tige/'z du plateau inférieur avec l'extrémité du zinc z, il ne se développera pas d'électricité, et l'on ne pourra pas charger le condensateur. Ceci est facile à expliquer; car le zinc se trouvant entre deux cuivres, celui des deux qui est isolé, c'est-à-dire le condensateur, reçoit une partie du fluide vitré produit par l'autre sur le zinc^ et ce fluide vitré neutralise sur ce cuivre isolé le fluide résineux que la force électromotrice y produit.

Proposition., — « Quand une des deux pièces métalliques de » même nature, placées à des endroits divers d'un morceau d'un w autre métal, est séparée par im corps difierent, l'impossibilité

GiLVANISMK. (^|

« d^ TéqaiUibrQ du fliii^e neutre se manifeste d^ i^puTeau, et l^i

f sigoes de l'électricijté posjtÎTe ou nëg^tive réparaient. »

En effet, dans l'expérience précédente, si l'on sépare le plateau inférieur du condensateur et le z'iuc arec un peut morceau da papier humide, ou tout autre corps conducteiir, l'action électro-* motrice de ce plateau sur le aine sera détruite, et ce zinc ?ersem lie l'électricité Titrée sur le condensateur; de sorte qu'en é^oi^ gaaut ensuite le plateau supérieur, les lames d'or s'écarteropt t il s^améme facile de consuter que leur électricité est Titrée.

lîotia allons maintenant faire conoaiire rinstrurnent ponuué piU voiiqJUfue, qui est upe application immédiate des pripçipei précédents.

Description de la pile voltaïque à colonne,

48. GonceTOns deux disques égaux, l'un de cuiTre et l'autre de feÎDc, et soudés ensemble de manière à former un seul et même disquCy dont une face soit en zinc et Fautre en cuiTre.

Une pareille réunion de disques est ce qu'on appelle un couple de la pile, et chacun des deux disques s'appelle élément de la pile. Cette pile est toute composée d^une suite de semblables couples, posés les uns sur les autres, de manière à former une petite coloiuie Terticale. Dans cette pile, chaque couple est séparé dii tnivant par un morceau de drap humide, tout rond et demém^ laideur que les couples. Pour rendre ces morceaux de drap mei^leors conducteurs, on met un peu d'acide dans l'eau aTec laquelle on les humecte, parce que l'eau ainsi préparée conduit très-bien l'électricité.

De plus, toutes les faces de zinc des couples sont tournées d'un même e6té, et les faces de cuirre «ont tournées de ra.Vlre côté. Pour fixer les idées, nous supposerons que les faces de z^inc soi^ toutes tournées en haut ; enfin, la pile est posée avr un auppoit> ipM peut être un corps conducteur ou un corps isolant.

49. Problème. — « On demande de déterminer la disposition » d'équilîbire de l'électricité dans une pile Toltaïque en commu^ " nication aTec le sol. »

Le support étant un corps conducteur, un couple quelconque de la pile se trouvera pour lors en communication avec le sol par sa face de cuivre. Ainsi, Télectricité résineuse que deTrak donner cette face se perdra dans la terre ; mais la face de zinc fournira de l'électricité vitrée, laquelle formera une couche ré-

pandue sur toute la partie de la pile qui aVIève au-dessus de l'élément dont il s*agit. Par conséquent, si Ton appelle premier le couple qui est au sommet de la pile ; second^ celui qui est immédiatement au-dessous ; troisième^ celui qui vient ensuite, etc., on Toit que sur le premier couple passeront toutes les couchea d'électricité vitrée fournies par tous les couples qui sont sous ce premier; sur le second couple passeront toutes les couches d'électricité vitrée fournies par les éléments qui sont sous ce second, sur le troisième toutes celles fournies par les couples qui sont sous ce troisième, ainsi de suite ; l'électricité aura donc son maximum d'épaisseur, et par conséquent de tension, au sommet de la pile; et, à partir de là, l'épaisseur de l'électricité diminuera sans cesse jusqu'au dernier élément au bas duquel elle est nulle.

Problème, — - « On demande de déterminer la disposition d'é- » quilibre de l'électricité dans une pile isolée. »

Solution. — Le support de la pile étant un corps isolant, un couple quelconque fournira pour lors deux électricités différentes ; ainsi sa face de cuivre donnera une certaine quantité d'électricité résineuse, qui se répandra sur toute la partie de la pile qui est au-dessous de ce couple, et sa face de zinc donnera une certaine quantité d'électricité vitrée, qui se répandra sur toute la partie de la pile qui est au-dessus de ce même couple* En appliquant la même considération à chaque couple, on voit que la pile sera recouverte de deux couches d'électricité : la première sera d'électricité vitrée, et son épaisseur diminuera sans cesse depuis le sommet de la pile jusqu'au bas, où elle sera nulle; la deuxième couche sera d'électricité résineuse, et son épaisseur diminuera exactement comme celle de la première couche, de«puis le bas de la colonne jusqu'au sommet, où elle sera nulle ; de manière qu'au milieu de la colonne les épaisseurs et les tensions dés deux couches seront égales. Ainsi, le milieu de la pile sera comme s'il n'était pas électrisé, et tout autre point sera comme s'il ne possédait que l'excès de la tension d'une des deux couches électriques siir îautre. Par conséquent, la moitié inférieure de la pile sera électrisée résineusement, et la moitié supérieure le sera vitreusement. L'électricité résineuse aura son maximum de tension au bas de la pile, et cette tension ira ensuite en diminuant jusqu'au milieu de la pile, où elle sera nulle; l'électricité vitrée aura son maximum de tension au sommet de la pile, et cette tension ira ensuite en diminuant jusqu'au centre de la* pile, où elle sera nulle. Mais ici la tension électrique du sommet

de la pile est beaucoup moindre que quand le support de la pile est conducteur, parce que la tension électrique donnée par une iace d'un couple quand il est isolé, est moindre que quand Fau* tre fsLce communique avec le sol.

50. Définition, — Les extrémités de la pile s'appellent p6Us. L'extrémité qui s'électrîse vitreusement est le pôle vitré, ou pôle positif, ou en6n pôle zinc ; l'autre extrémité est le pôle résineux, ou pôle cuivre, ou pôle négatif.

Proposition. — « La tension électrique des pôles de la pile ne » dépend pas de la largeur des éléments, mais elle augmente » avec le nombre de ces éléments. »

Ainsi, concevons une pile dont le pôle cuivre ou résineux soit posé sur un support conducteur de l'électricité, et au pôle zinc de laquelle soit soudé un fil métallique par un de ses bouts ; on fera en sorte que ce fil trempe par l'autre bout dans un verre plein de mercure; ensuite on aura à côté de ce verre un large condensateur, dont chaque plateau sera couvert d'une couche de gomme. Mous supposerons que du centre du plateau supérieur parte une tige métallique suffisamment longue pour qu'en l'inclinant on puisse lui faire toucher le mercure qui est dans le verre. Or ce mercure, étant en communication avec le pôle zinc de la pile, sera toujours à la même tension électrique que ce pôle. Ainsi, en faisant tremper la tige du condensateur dans le mercure dont il s'agit, l'électricité de la pile s'accumulera dans le plateau supérieur du conducteur ; si donc on enlève ensuite ce plateau, il sera chargé d'une tension électrique proportionnelle à celle du pôle de la pile. On pourra apprécier cette tension par le moyen de la balance électrique de Coulomb, et l'on aura ainsi la mesure de la tension électrique du pôle de la pile.

On mesurera de cette manière la tension du pôle zinc sur différentes piles, etl'on trouvera ainsi que cette tension est toujours la même pour le même nonnibre d'éléments, quelle que soit leur largeur, et qu'elle augmente avec le nombre de ces éléments.

Corollaire. — La quantité totale d'électricité libre dans une pile augmente avec la largeur de ses éléments. En e^et, dans une pile de trente couples, par exemple, la tension ou l'épaisseur dé la couche électrique est la même, quelle que soit la dimension de ses éléments. Or, un large élément recouvert d'une même épaisseur d'électricité qu'un élément plus étroit offre une plus grande quantité d'électricité. Donc, dans un élément très-large il se trouvera une quantité d'électricité beaucoup plus grande que dans un clément étroit.

*5l. Remarque. — Pour traiter par le calcul la proposition *ci-de8sus, aiiisi flue les deux proolèincs qui la précèdent, fl ♦faudrait savoir Suivant ^juelle loi le contact de deux corps h^- *térogènes modifie dans tous leS cas l'équilibre de Félectricité i *leûr sufface. Ne connaissant pas tette loi, Volta a pris celle qui *baraltlâ plus simple. Nous alfotis la faire connaître ; mais aupàF- *jravant rappelons une règle d'analyse mathématique qui a son '^application ici, à savoir que dans tout calcul où il entre dei ♦quantités dont les propriétés sont inverses les unes par rapport ♦aux autres, les valetirs de ces quantités doivetit être prises èti ♦signe contraire. D'après cela, Télectricité vitrée et réiectritité ♦résineuse ayant dans tous les phénomènes des actiohS directe- ♦inent opposées, puisque l'une attire ce que l'autre repousse. Il ♦fiiut affecter les valeurs de lune d'elles du sigtffe moins (— ■). ♦L'Usage est de mettre ce signe à l'électricité résineuse. Ainsi, '^ttôtiè regarderons une dose quelconque d'électritité résineuse ♦comtiië Une quantité négative d'électriciré vitrée.

♦Maintenant, donnons l'énoncé de la ! oi qttè nous avons prottili.

♦ Principes de l'équilibre vol iaïquc, — La différence des quan- ♦tltls d'électricité de deux corps hétérogènes en contact est în- ♦vàriable tant que Ton a toujours les deux mêmes corps, dans *qilelque circonstance que ces corps se trouvent d'ailleurs, et là ♦Valeur de cette différence change quand au lieu d'un couple de ♦tfebrps On eri prend Un autre. Ainsi, représentant par « la valeur ♦de ladite différence pour le cuivre et le zinc, il faudra qu'en ♦tout ta» la quantité d'électricité vitrée du zinc moins celle du ♦fcttlvte donné a pour reste, de sorte qu'en représentant par z ♦rélëfclrîcitë vitrée du zinc, et par c celle du cuivre, on devra ♦toujours atoir

l^assons maintenant au calcul des trois questions dont il s'agit. ♦Voici comme M. Biot expose ce calcul, 1. 1, p. 478 et suiv.

53. *♦ 1° Problème. — « On demande de calculer la disposition ♦♦» de l'électricité dans son état d'équilibre sur Une pile voltaïque » communiquant au sol par sa base. »

**SoIution. — Supposons que ce soit la face cuivre qui com muUique au sol, alors on pose surU surface zinc une rondelle de drap imbibée d'eau salée ou de tout autre liquide conduc- ♦♦teur, dont l'action électromotrice est insensible. L'électricité ♦♦libre de la face zinc se répandra sur la surface de ce conduc- ♦♦teur ; mais comme il faut toujours que le zinc possède l'excès

*^d'éléctricité vitrée que son contact avec le cuivre exige, il la '^reprendra au cuivre, et celui-ci au sol.

*^Le8 choses restant dans cet ëtat» on prend une nouvelle pièce '^cuivre et zinc pareille â la première, et après avoir touché sa '^'^&ce cuivre, on l'isole; puis on pose cette face sur la rondelle ^'^humide. A1<m*s, selon Yolta, il s'opèlre deul actions t 1* la face "^^xinc de cette seconde pièce conserve l'excès d'électricité vitrée "^"^-4- a qu'elle tient de son contact avec le cuivre; 2« le système '^^eotier de la pièce partage l'électricité libre de la rondelle, '^'^comnie feraittoat autre corps conducteur. La rondelle reprend **cettie électricité au zinc inférieur, celui-ci au cuivre, et le cul* '^'^Tre au sol, de sorte qu'après un temps qui doit être infiniment '^'^petit, si la conductibilité est parfaite, il s'établit un état élec- ^'^trique stable dans lequel les quantités d'électricité libre sont "^telles que le représente le tableau suivant i

IFace zinc za soudée à ca «^ i« Face cuivre es communiquant à la rondelle humide ^ «

Pièce inférieure I ^^^^ ^^^^ ^* soudée k a + «

( F'acecuivreci communiquant au sol.

**Sttr ce système, posez une secoùde rondelle, puis une troi- **sième pièce cuivre et tinc de la même manière. La face zinc de *Vett« pièce conservera l'excès d'électricité vitrée + « qu'elle **tl«nt de son contact avec le cuivre ; mais, en outre, elle parta- **0era c<Hnine corps conducteur l'électricité libre des pièces in- **férieures qui se réparera aux dépens du sol : et quand l'état ^^ékctrique sera devetiu stable, on aura

Face zinc z^ soudée à C3 •+• 3*

Pièce 3. { Face cuivre ci communiquatit 4 la rondelle

humide r% ^- îx

Face fine Z2 soudée à ca T^

Pièce î. { Face cuivre ca communiquant à la rondelle

humide tt T

rx

PiècA 1 i ^*^® **"^ ** soudée à Cji T *

*^ I Face cuivre ci communiquant au sol 6

**En continuant toujours la superposition des couplés de la **iitéme manière, les quantités d'électricité vitrée Ift^e crottrimt **dè bfcs en haut, 8ttivant;unc progressiez arithmétique. Si r«n

**repvé$enie par z» celle que possède la face zinc du n* couple^ et '^'^par Co celle que possède sa face cuivre, on aura l'état d'équili- ^bre stable.

Cette théorie suppose que la transmission de Télectricité s'opère à travers les rondelles humides sans aucun affaiblisse- **ment. C'est le cas d'une conductibilité parfaite ; on y admett ^*en outre, que les liquides interposés entre les éléments métal- ^^liques n'exercent sur eux qu'une action électromotrice nqlle ** ou assez petite pour pouvoir être négligée. Enfin, pour passer ^M'un élément à un autre, on introduit une troisième donnée ; **c'est que l'excès d'électricité a que le zinc prend au cuivre est ^^constant pour ces deux métaux, soit qu'il se trouve dans l'état '^'^naturel ou non, ce qui est précisément le principe que nous ^'*'avons posé page précédente. Cette dernière supposition est la '^'^plus simple que Ton puisse faire ; mais toutefois ce n'est qu'une ^^supposition, dont les expériences fondamentales, rapportées ''^plus haut, ne fournissent aucune preuve.

53 ^'*'2^ Problème. — On demande de calculer la disposition de "^l'électricité dans son état d'équilibre sur une pile isolée*

^* Solution. — Ici, outre le principe posé au commencement "^"^de la pag. 54, il faut encore observer que toute l'éjectricité '^Vitrée que contient la pile étant en même quantité que l'élec- ^^tricité résineuse qu'elle contient aussi, puisque ces deux élec- "^"^tricités proviennent d'une même quantité de fluide naturel ''^que la force électromotrice a décomposé, il faut que la somme **àQ leurs deux valeurs égale zéro.

^'^Cela posé, ne prenons d'abord que deux éléments ci et zi, le ^'^premier de cuivre et le deuxième de zinc, il faudra pour lors **qu'on ait ci -f- zi = en même temps que zt — C| = a, donc

**ri = — 1 a et zi = + î «•

^Si Ton ajoute une troisième pièce e%\ qui doit être de cuivre, ^^il faudra, pour qu'il se fasse un déplacement d'électricité, la ^^séparer par un conducteur humide de la pièce de zinczi. ^^Alors elle devra acquérir le même état électrique que cette ^Meriiière, du moins en négligeant l'action électromotrice du '^^corps humide, et peut-être encore la très- faible résistance que ^^les liquides, comme conducteurs imparfaits de Télectricité, '^'^peuvent opposer à sa communication. Or, le système étant *^isolé, l'excès de la pièce supérieure es ne peut s'acquérir '^'^qu'aux dépens des autres pièt'eii. Fo^ur cdnnaitre l'état d'éqiii-

"'^libre qui en résultera, nommons x la quantité d*électricttë "^"^libre que possédera C2 ; Zi aura donc aussi x^ et ri aura jt — > a. **LsL somme 3j; — a doit être nulle, puisque ces quantités pro» ''^viennent d'une décomposition d'électricité naturelle. Cette '^'^condition donne j? = ^ a , et par conséquent

Ci = — î a.

'^'^Si nous ajoutons une qualrième pièce za qui sera de zinc, il '^faudra qu'elle ait a de plus que la pièce de cuivre C2, ayec laquelle elle sera en contact : soit x la quantité de l'électricité libre qu'elle possédera, l'état des autres pièces sera x — «c, X — a, X — 2x,et la somme 4x — 4a devant être nulle, il viendra X = a, ce qui donne pour l'état d'équilibre

Ci = — a.

'^'^Dans ce cas, les deux pièces intermédiaires z-i et c^ seront

**rune et l'autre à l'état naturel. ''^Généralement, soitx la quantité d'électricité vitrée libre qui

^existera sur la face zinc de la dernière pièce, lorsque le nombre des couples métalliques sera n. La suite de ces quantités forme pour les faces zinc la progression arithmétique

X, X — «, iX — {n — 1) *,

**clont le nombre des termes est n» La somme sera donc

'^'^Les quantités d'électricité libre sur les faces cuivre forme- ""^ront une autre progression arithmétique, dont chaque terme "^sera moindre de a que ceux de la série précédente ; c'est-à-* "dire

X — a, X —2*, x«— 3*, ... X — ii«y

^M'ailleurs leur nombre est de même égaU n. Ainsi leur somme **sera

n . ( 71 -|- 1 ) a nx — -r

**!lfAititenant,potlf avoir la quantité totale d'électricité yitrée '^^libré qui èiiste dans la colonne, il tsmi ajouter ensemble les "^^Aènt somines précédentes, ce qui donne

"^^ Ce résultat doit être constamment nul, puisque la pile est '^'^isolée et n'a que sa quantité d'éteetricité naturelle. Par consé» **quent

2/u; — it*a = Oà d'où xisz-^.;

^t'estla quantité d'électricité libre qmt possédera la pièce supé-^ '^'^rieure quand Téquilibre sera établi. RelatiTemem à la pièce '^'^inférieure^ la quantité d'électridté libre est :> •— na; en met- '^'^tant pour jr sa Talètir, elle défient

X — na s= — :r — >

'^'^et elle est la même que la précédente, au signe près.

"^^Généralement, pour la, m*' pièce de zinc, en partant du soni- *^lhèi de la colobkie, la quantité d'électricité bbre est

i? — ( m— 1 ) <t on 2Î — ( m — 1 ) a.

"^^Cèllé d'Une pièce de cuivre, également distatiie de l'aotre """extrémité de là colotine, serait

X — n(i'^(m — l)a, ou— ^-f-(/w— l)a.

"^"^£lle est, au signe près, la même que la précédente. Par con-

"^"^séquent, lorsque la pile est isolée, et qu'elle n'a que sa quan-

"^"^tité d'électricité naturelle, les pièces qui sont à égale distance

**dé seè exti^mitéâ se trouveilt également électrisées^ l'ttne en,

• *^plus, l'attht en moins.

^"^S'il y à une piëfce de zinc qui soit dans l'état hatUrel, la "^^quantité d'électricité y sera nulle, et son rang sera déterminé **par l'équation

— -— (m — l)a=rO, qui donne /» = 1 -f- — ;

^*m devant être un nombre entier et positif, cela n'a lieu que si "^"^le nombre n des couples métalliques est pair.

GÀLTANÎSMfe. Sé

' *^ Alors la pièce dé tiXïirre qui a le même âegrë d^âectrlciti, '^'^mais de nature contraire, est aussi â l'état naturel ; et leurs "^Mistances respectives âui deux extrémités de la pile étant

**1 -L ^, elles se trouveront à son milieu.

' ^"^Pour que l'état électrique de la pile fût conforthe â ees formules^ il faudrait que les pièces fussent superposées a? et tbutes les précautions d^isolement que nous avons présentée^, afin que ^'^les quantités totales d'électricité vitrée et résineuse se cottipeh- ^'^Mssent exactement dans leur assemblage. Mais on obtiendrait ^'^les mêmes résultats en isolant une pile quelconque» après "f^l'avoir touchée par la base ; car l'action absorbante de î'aii- *'^9ur chatun des éléments^ c'est-à-dire l'action par laquelle l'aiir ^'^enlève ou absorbe à chaque instant l'électricité d'un corps ^^électriaé^ finirait par l'amener au même eut que si on l'eût **isolé dès sa formation.

^"^54. 8* Proposition. — « l^a toulité de l'électricité libre d'une **n pile communiquant au itol par sa base est proportionnelle au '^*n carré du nombre de ses éléments, w

"^"^En effet» nous avons calculé ci-dessos les électricités libres ^''^dans toutes les parties de l'appareil; d'abord pour les faces **eaif re» ees quantités formeront la progression arithmétique

OL 2aL (/i— l)a,

*Mont le nombre des termes est /i, comme celui de^ couples. '^'^La somme sera donc

**Lé8 faces zinc formeront une autt-e progresâiôti analogue ^ui

dont le nombre dea termes est encore n. Ainsi elle aura poiJf

n (ii-4-l ) CL

"^"^somme

Si l'on regarde les rondelles humides comme infiniment minces, on pourra négliger la quantité d'électricité qui se porte à leur contour extérieur ; alors les quantités précédentes répandaes sur les surfaces du cuitre et du zinc seront lés seules

'^'^qui existent libres dan» l'appareil. Leur somme totale sera **donc

n . A «^ n . -i — J — ~ ff-j ou n'«;

'^'^c^est-à'dire qu'elle sera proportionnelle au carré du nombre ^Mes couples. Les trois numéros qu'on vient de lire sont extraits de M. Biot.

. ^^"^55. Remarque. —> En comparant les résultats des deux pro- "^"^blèmes ci-dessus, il semble que le calcul donnant pour le som- "^"^met d'une pile isolée la moitié de la tension d'une pile non "^"^isolée, ces tensions communiquées aux condensateurs devraient "^"^lui donner des charges moitié l'une de Tautre, tandis que, **d*après l'expérience, la charge donnée par la pile isolée est in- "^"^sensible; mais cette difficulté disparait quand on la soumet au "^"^calcul, car il s'en faut bien qu'il donne pour cette dernière **charge une valeur égale à la moitié de l'autre.

'^'^D'aprës la formule que nous avons donnée pour le conden* '^'^sateur et la théorie précédente, chacun pourra faire ce calcul * Vil le désire.

'^'^Nous le ferons seulement pour le cas d'un seul couple corn- ^'^posé d'une lame de zinc isolée, avec laquelle on touche le

plateau collecteur en cuivre d'un condensateur. Appelons Z

la surface de la lame de zinc, C celle du disque ou plateau ^'^coUecteur en cuivre ; et soit /ut la force condensante du con- **densateur.

'^'^Il est clair que pendant le contact du zinc avec le plateau col* '''^lecteur couvert de l'autre plateau du condensateur,. ce collec- '^^teur produira le même e£fet qu'une lame de cuivre fn G. Ainsi "^^nous supposerons le cas d'une lame de zinc d'une surfiicc

égale à Z en contact avec une surface de cuivre égale à fi G ;

alors, en appelant x et/ les quantités d'électricité que pren* ''Mraient ces deux pièces de métal, puis ( — «) la quantité d'élec- "^^tricité qu'un disquejde cuivre égal à C recevrait de son contact ''^avec une lame de zinc pendant que celle-ci communique avec '^^le sol, nous aurons

**d'où l'on tire

«fi-Z

'^''Oela posé, pour que ce ré|»ultat fasse un eiïet approchant de

'^''celui du contact d'une pièce de zinc non isolëe, il faut que Ton **ait— -j — j- = a,".', en désignant par {<•' un nombre peu diffé-

**rent de ja, et on lire de là Z = J^Ji~ C. Si l'on veut que fx'=*i-

**on trouve Z^=z^ ; ce qui est évident à priori^ du moins dans ^"^l'hypothèse admise, et d'après laquelle un couple voltaïquc à '^'^éléments égaux produit moitié moins d'élecli'icité sur chaque élément quand il est isolé que quand il ne l'est pas.

D herses dispositions de lapilevoltaïque,

56. Dans la pile à colonne que nous avons décrite au n* 48| les disques supérieurs pesant de tout leur poids sur les inférieurs, il arrive que l'eau des morceaux de drap mouillés sort et ruisselle le long de la colonne. Cela établit une communication entre les pôles de la pile par laquelle les deux électricités de ces pôles se combinant, se neutralisent mutuellement. Pour éviter cet inconvénient et plusieurs autres encore, on a cherché à donner à la pile de Yolta diverses dispositions que nous allons successivetiient faire connaître.

La piie à couronne se compose de plusieurs arcs métalliques égaux; dans chaque arc, les deux moitiés sont deux morceaux, l'un de cuivre et l'autre de zinc, soudés ensemble. Pour construire cette pile, on dispose en rond pas tout à fait fermé autant de verres que l'on a d'arcs métalliques ; chacun de ces verres doit être à une distance de ses voisins à peu près égale ou plutôt un peii inférieure à la longueur des arcs métalliques. On remplit à moitié ces verres d'eau acidulée ; ensuite Ton place chaque arc de manière qu'il aille d'un verre au suivant, c'est-àdire de manière que l'extrémité en cuivre trempe dans un verre et l'extrémité de zinc dans le verre suivant. Il arrive alors que dans chaque verre plongent deux extrémités d'arcs, c'est-fà-dire l'extrémité linc de l'un de ces arcs et l'extrémité cuivre de l'arc suivant. Il faut avoir soin que les deux extrémités d'arcs, trempant dans le même verre, ne se touchent pas. Tous ces verres réunis ainsi par des arcs métalliques, forment une ligne courbe dont une extrémité est le pôle vitré de la pile, tandis que l'autre extrémité en est le pôle résineux.

La pile à auge est représentée dans la fig. 228. C'est une caisse BB en bois dont l'intérieur est entièrement revêtu d'une couché

pif TEAITt P9 PHYSIQUE.

àç ri^sine épaisse <ie quelques lijgnes. Pans cette comrhe ^90^ îm^ plantes les couples voltaïques de la pile perpendicul^rement à la longueur de la caisse. Chaque couple est compose de deux plaquesy Tune de zinc et l'autre de cuivre, soudées ensemble de manière à ne faire qu'une seule plaque d'une épaisseur égale \ la somme des épaisseurs des plaques composantes; bien entendu que l'on a soin, en plaçant ces couples, que toutes les faces d'uii^ même espèce, toutes les faces zinc, par exemple, soient tournées vers la même extrémité de la caisse, et c'est à cette extrémité qu'est le p61e positif de la pile, le pôle négatif est à l'extrémité opposée.

Maintenant, pour illettré cet appareil fin expérience, il suffit remplir d'eau acidulée les petits interralles Tides que Ton a eu soin de laisser d'un couple au suivant, de manière quis cett^ eau ne vienne que précisément afflfsurer les bords supérieurs d^ couples, c^r s'il y avait un peu d'eau qui les recouvrit, il japdrait r^çsujfer.

L'eau acidulée dont on se sert ordinairemeplt pour it^ttfi f ort^ d/ç pile aussi bien que pour les suivantes contû^nt rr d'acide mh furique et j^ d'acide nitrique.

La pUe à la fVoUasuni es| ri$présentée dans l|i fig. 81319. hy A\ A'\ etc. sont les couples voltaïques destinés à étrç pliHigés 4a9f les bocaux B, B , B", etc. pleins d'eau acidulé^. La fig* 331 re* présente deux bocaux v et v tels que ceux A, A!$ ^tc. ^ ^ //g, 229, et qui contiennent deux couple^ vus de profil et en iér t^il- i>ans celte fig, 231, S'LVOfeyjc' est la parjû^ en cviyr^ dy premiitr élément, c'est-à-dire de l'élément de gducti^, U^a^^i^ S%'l' en est la partie en zinc ; ce sont les de^x élé|«/e94l, Tlfn en cuivre et l'autre en zinc, de ce couple de gaucbe. Pai^l«|Mr$* mier de ces éléments, la partie SL'C'f est ui^e si^plç lawf qui n'a jaipais guère plus d'un poi|ce de Içirgeur, ejt toi^e Ja^D^fT ùfi/e'^x est une larg*? feuille de cuivre recourbée pt qi^i 4 UfU^ jours plusieurs pouces de largeur* De même, daps ^'éléj^çgt ^ fine, la partie S'Z est une lame de même largeur que SV, Xf^dis que Z'V est une grande plaque de ziuc 4e la i^êaaii& iajy^r que 1a feuille de cuivre. Celle-ci contient dans sof^ rppli l'éJ^T ipepten zinc SI du couplesuivant ; ainsi cJbaqi^ /cojuple cpnûeu| dans le repli de son élément en cuivre rélémyWU e^ lijfp ^9 couple suivaut, et up poéxpe couple, coan^e celui qu>e npus venons de considérer, et dont la soudure des deux éjé^ei^l^ fest 5', occupe à la fois deux bocaux a; et v', son élément zinc ét|int dans un bocal, et son élément cuivre étant dans le bocal s\ûr

GALYANISHE. (|3

Tant. On voit que cette pile n'est que I9 pile à couroDne dans laquelle on a donné «u cuivre le double d'étendue qu'au zinc. Wollaaton pensait par là favoriser le développement de Téiecûrîcité. €^e9t aujourd'hui U pile la plus en usage.

La fig, 41% ofire une modification de la pile à la Wollaston, ipii dispense de l'emploi de bocaux de verre ; les feuillet de cuivre des divers couplée aervept eUes«inémea de bocaux. Ainai v^ 4, 'v* et v"\ représentent daoa cette figure des vases en cuivre ; 22i>Z'Z'i9 etc. 9ontdes plaques de zinc vues par ieurs épaieaeiiif . Acbaque plaque àt zinc, comme à 1121 ty est «oudé u« peik arc en cuivre Sl^ qui se rend dans un godet en fer y plein de mercure ; de ce godet part un autre ^rc en cuivre C soudi au vese 'v de même métal. Ainsi, pour le couple dont la soudure d^ deux éiénents est en S\ par exemple, l'élément zinc est XII t^ tMidia qi|« râéinent cuivre est SllClJfyJ, Tous les élémçnis 4e xittc liesuientà une grande traverse AB en bois au moyen de laquelle on peut lea enlever pcMir pouvoir vider les vases de cuivre quand on a fini les expériences.

Ô6 a^, Çe9 4iyeri»e9 pilêi ont un défaut qui leur est commita, c'est de diminuer promf^ment en énergtaf de sorte que, bien fiie 1|L pile de la fig* ilS, par exemple, donne d'assez grandes quantités d'électricité le premier quart d*h(eure de l'immer*yion des zincs daa^l'e^uacidiilé^ de» vaies de cuivre, néai^funins, au bout d'i^e 4^ini-beure| l'appareil est presque éteint 1 il ne (ournit presque plgs d'élearicité. Cela ne peut s'expliquer qu'eii admettant un principe qui es^ à peu près unanimement admis aujourd'hui d'après les expériences de MM. Wgllastop, Auguste de Larive, Becquerel, Pouillet et autres. Ce principe consiste à regarder une grande partie de l'effet de la pile comme dû à l'action chimique de l'eau acidulée sur ses couples. Voici ce principe. ^Y. jinn. dephjrs. et de cfyi/n-i t. 4i, p. 10.)

Principe d électrochimie* — « Quand un métal est attaqué par » un acide ou par roxygène, la surface de ce métal acquiert une » électricité vitrée qui se répand dans l'acide ou dans l'oxygène, » tandis que l'électricité résineuse, chassée de la surface attaquée^ • se répand sur tous les corps conducteurs auxquels ce métal est » uni ou soudé. Au contraire, qu^d une dissolution métallique >» rend et dépose le métal qu'elle tient dissous^ celui-ci, en rçven nant de cette manière à son état métallique, acquiert à sa sur- » face contiguë au liquide de l'électricité résineuse qui serépan^ » dans ce liquide, tandis que l'électricité vitrée est chassée dans » les corps sur lesquels se dépose le uilétal, et se répand sur le^

(i\ TRAITÉ DE PHYSIQUE.

w conducteurs auxquels ces corps sont unis ou soudés. » Maintenant nous pouvons donner l'explication dont il s'agit.

Problème. — « On demande d'expliquer la diminution pro- » gressive de réiectticitë dans les piles voltaïques ordinaires. *•

D'après le principe précédent, cette explication est facile. £n effet, dans la pile à la WoUaston, par exemple, l'eau acidulée attaquant le ziuc très-vivement sans presque rien faire au cuivre, elle recevra de cette action sur le xinc de Télectricité viirée qui se répandra dans tout le reste du liquide ; en même temps, le zinc recevra de l'électricité résineuse qui passera sur le cuivre auquel il est soudé. Ce genre d'action concourra donc avec ce que la force électroniotrice due au contact de ces métaux (Y. n<'47) tend à produire. Car nous avons vu que, par cette force, le sine acquiert de Télectricité vitrée, et que le cuivre acquiert de l'électricité résineuse correspondante. Mais s'il n'y avait que cette force électromotrice, l'activité de la pile serait évidemment invariable ; au Heu que si cette activité dépend surtout de l'action des acides sur le zinc, cette activité diminuera ; car, à mesure que la combinaison des acides avec le zinc a lieu, l'eau contient toujours de moins en moins de ces acides à combiner avec ce métal, et l'énergie de la pile doit devenir de moins en moins grande.

Proposition. — u Dans les piles voltaïques^ quand au Heu d'eau » acidulée on emploie une dissolution de sulfate de cuivre, on n obtient un effet plus énergique et plus prolongé. *

La raison de ceci vient encore du principe précédent ; car cette dissolution n'est que du cuivre dissous dans l'acide sulfurique étendu d'eau. Or, on sait en chimie que l'immersion des éléments de cuivre d'une pile dans une pareille dissolution enlève le cuivre de celle-ci à l'acide, qui pour lors est mis en liberté. Mais cet acide, ainsi mis en liberté, attaque aussitôt les éléments de zinc pour faire une dissolution de sulfate de zinc. Ainsi, d'après le principe précédent, ces deux phénomènes chimiques opposés feront des deux éléments de chaque couple, deux sources d* électricités opposées, au lieu qu'avec l'eau acidulée, le zinc, étant seul soumis à une action chimique, est à peu près seule source de l'électricité de la pile:

De plus, supposons qu'à chaque vase de cuivre de lay7^. 412 on fasse ce qui est représenté au couple dessiné^^. 413. Sur le haut de chaque paroi latérale ùd et fe du vase en cuivre de ce couple (/%. 413), on a pratiqué de petites auges geab percées de petits trous tels que a. On remplit ces auges de morceaux de sul-

fate de cuirre, et, en même temps, le vase d'une dietolutioo de la même substance. Par suite de Faction chimique que noua re* iiODs de décrire, le sulfate de cuivre de celte dissolution dimi«* jDuera sans cesse; mais les molécules des morceaux contenus dans les auges, se détachant au fur et à mesure ets'écoulantsucceâsiyement par les petits trous dans le liquide du vase de cuirre, répareront les pertes faites par ce liquide, ce qui prolongera dé beaucoup la durée de la pile. Ainsi, avec le sulfate de cuiyrei on aura un effet plus grand et plus prolongé. C. Q, F, D,

Remarque. — • Quoique l'usage du sulfate de cuivre indiqué, dans la proposition prolonge la durée de la pile, cependant celle-ci ne tardera pas encore à s'éteindre, parce que le linc se dissolvant de plus en plus dans le liquide du vase en cuivre, il arrivera bientôt que la masse de liquide en contact avec les parois de ce vase, contenant beaucoup de molécules de sulfate de zinc entre les molécules de sulfate de cuivre, ces parois ne recevront plus autant de dépôt métallique qu'auparavant , et par conséquent l'effet de la pile, dti en grande partie à ces dépots, diminuera beaucoup; c'est pour remédier à ce dernier inconvénient que M. Becquerel a proposé le premier l'emploi des diaphragmes dans les piles. (Y. Ann, de chîm, et de phys,^ t. 41,

Les piles à diaphragmes j ou, comme on dit, les piles à courants constants , sont des piles où l'on fait usage simultanément de dissolution de sulfate de cuivre et de dissolution de sulfate de zinc séparées l'une de l'autre par un diaphragme. On peut prendre une idée de la disposition qu'on donne ordinairement à ces piles par layS*^. 414, qui représente un couple d'une pareille pile. CDCJy est un cylindre en cuivre lesté en bas par une cer* taine quantité de sable, et surmonté en haut d'un cône DJG. Ce cône est entouré d'un rebord DK et CG où l'on met les morceaux de sulfate de cuivre ; au bas de ce rebord sont des petits trous pour laisser passer les molécules qui se détachent de ces morceaux. Sur le haut du même rebord est attachée une vessie GW dans laquelle le cylindre de cuivre est comme dans un sac. C'est cette vessie qui est le diaphragme séparant les deux dissolutions. Celle de sulfate de cuivre est en III dans l'intérieur de la vessie, et celle de sulfate de zinc est à l'extérieur, contenue dans un vase de verre ABEF ; enfin un manchon de zinc ZZZZ^ auquel est soudée une lame de cuivre Z'xn plonge dans ce dernier sulfate. L'extrémité n de cette lame est le pôle négatif, et

T. il. ô

it TRAITÉ M PBT9IQUE.

l'iJliéiMÎl/i p de l'autre lame de tnirre GHp est le pAle postttf de k pile*

Pour moi) )e trouve plus eommode la disposition représentée fy* 413, dont nous a?ons déjà décrit en détail tout ce qui concerne le vase de cuivre dans la proposition précédente. Dans liette figure, ZZ représente une grande plaque de sine percée en baa de quelques petits trous ; je fiais encadrer cette plaque dans un cadre en bois un peu plus épais qu'elle, et je fais coller une metnbrane mince de baudruche ou de vessie sur ce cadre, des deu3t côtés. La plaque de zinc se trouve ainsi entre deux mem« hranes, et je remplis les intervalles III qu'elles contiennent entre elles par du sulfate de zinc, tandis qu'à l'extérieur de ces menn«> )>ranes le vase de cuivre est plein de sulfate de cuivre. Le pôle résineux de ce couple est à l'extrémité r de l'arc de cuivre soudé au une, et le pôle vitré est à l'extrémité v de l'arc de cuivre soudé ai» vase.

Cette disposition n'empêche pas l'acide sulfuriqûe mis en liberté par le cuivre de se rendre au zinc, parce que l'électricité entraîne cet acide et le fait passer sur le zinc au travers des dia<^ phragmes, taudis que ceux-ci empêchent suffisamment le sulfate de zinc qui se forme de venir se mêler trop vite au liquide qui touche les parois du vase de cuivre. Ainsi ces piles conservent leur énergie très^longtemps.

5 II. -7- Modification dk l'equiubre des fluioss ÉLXCarai^ois 94a

LA GHALEU& DES CORSS.

57. Une des propositions les plus intéressantes à établir m serait qu'en général, pour tout système de diverses molécules ayant diverses températures, L'équilibre électrique exige qu'une certaine quantité de fluide neutre se décompose pour ëlectri<ser certaines molécules vitreusement et les autres résineuse* ment. Ainsi, quoiqu'une règle métallique, dont les deux bouts seraient de cuivre^ et dont le milieu serait une lame de zinc sou* dée à ces deux bouts de cuivre, ne donne ordinairement aucun signe d'électricité, soit positive, soit négative, cependant elle en donnera tout de suite, dès qu'une des soudures sera échauffée ou refroidie sans l'autre. Mais cette dernière vérité ne pouvant s*établir directement, et n'étant qu'une conséquence de certains phénomènes de l'électricité en mouvement, nous n'en parleitms pas ici. Nous nous occuperons donc seulement d'un au^e cas

CRWAUX ÉLIQTRIQUB6. $p

préMBt^ par ks corps cristalliséi qu'on trouve dans la nature, et encore parmi les corps qui jouissent de la propriété relative à ee giand nonabre 4e cristaux qui se rencontrent naturellement sur la terre, nous ne parlerons que dô celui qui est le plus connu, e'est-à-dire de la tourmaline.

Cette pierre se trouve ordinairement sous la formed'une espèce de petit cylindre; elle est noire, brillante et un peu transparente. Les fdiënomènes électriques que cette pierre nous présente quand en la soumet à Faction de la chaleur sont analogues aux phéno~ menée que nous avons étudiés sur la pile voltaïque.