CHAPITRE V

INFLUENCE ÉLECTHOSTATIQUE.

841, Influence sur les corps bons conducteurs. — Étude expérimentale. — On montre habituellement l'électrisation par influence, dans le cas des corps bons conducteurs, à l'aïde des expériences suivantes, dues à Æpinus.

On prend un cylindre de laiton À, isolé sur un pied de verre,

Fig. 749.

et portant à ses extrémités deux pelits pendules électriques, à balles de sureau et fils de chanvre, et fixés à des tiges métalliques (lg. 749), qui sont conducteurs, Lorsqu'on le place à une certaine distance d'une source d'électricité positive M, on observe la série de phénomènes suivants :, k

{° Les deux pendules divergent niniiakemennt * re A4

électrisation instantanée :

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2° Si l'on présente au pendule le plus rapproché de la source un bâton de cire d'Espagne, électrisé négativement, on observe une répulsion : donc ce pendule est chargé d'électricité négative. En présentant à l'autre pendule un tube de verre électrisé positivement, il y a également répulsion : donc ce pendule est électrisé positivement. Par conséquent , un corps électrisé par influence et isolé possède à la fois, sur ses extrémités opposées, les deux espèces d'électricités à l'état libre.

Si l'on a disposé plusieurs pendules le long du cylindre, on constate que leur divergence décroit rapidement à partir des extrémités, et qu'elle devient nulle en un certain nombre de points, qui constituent la ligne neutre.

On peut également constater l'existence d'une ligne neutre em {ouchant avec un plan d'épreuve les diverses régions du cylindre. Elle n'est jamais au milieu du cylindre; sa position dépend de la charge électrique et de la distance du cylindre au corps induisant; mais elle est toujours plus rapprochée de l'extrémité voisine de l’inducteur.

3° Aussitôt que l'influence cesse, les deux électricités se recombinent, et le corps revient à l'état neutre. En effet, les pendules retombent dès qu'on éloigne A de l'inducteur, où dès qu’on ramène celui-ci à l'état neutre.

* Cela prouve aussi que les charges électriques, positive et négative, aux deux extrémités du cylindre, étaient équivalentes.

4° Lorsque le conducteur est encore électrisé par influence, si on le touche en un quelconque de ses points avec une tige métallique ou avec le doigt, l'électricité de même nom que celle de T'inducleur s'écoule dans le sol et l'électricité de nom contraire est retenue par l'inducteur. Par exemple, dans le cylindre A, c'est l'électricité négative qui reste, soit qu'on touche l'extrémité positive, la négative, ou la partie médiane.

5° Inductions successives. — Un corps électrisé par influence agit à son tour sur les conducteurs voisins pour y séparer les deux électricités : c'est ce que montre la disposition des signes + et — sur un second cylindre B placé à la suite du cylindre A.

6° Théorie. — La théorie de Symmer permet de se rendre aisément compte de tous les détails de ce phénomène. On peut d'ailleurs les expliquer et les calculer rigoureusement, en considérant l'influence comme un cas particulier de la distribution de l’électricité sur un conducteur placé dans un champ électrique détetminé.

Rewsnques, — 1° En suivant une ligne de force, on Yo que Y Elec \AEALÈ SÈR-

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de la position pour laquelle la cavité cylindrique s'est trouvée fermée. is.

2° Si on répète Ja même expérience après avoir introduit dans C un second cylindre C’ (fig. 750, 11) isolé du premier par un disque

Fig. 760, (Cours de M. G, Lippmann.)

de paraffine Pet par un support Là pieds de verre, destiné à recevoir le corps inducleur, on constte que l'électroscope n'est pas actionné, pourvu qu'on ait soin de mettre C' eu communication avec le sol par l'intermédiaire de la conduite d'eau. Cela prouxe que, dans le cas où l'induit est au sol, es charges WWÈMENTEs

(inductrice et induite) sont équivalentes et distribuées Rires à ne produire à l'extérieur qu'un nul,

# Théorie, — Si on hrokek nc aiere électrisés À à condueteur

Fig. 761,

un point intérieur, — La réciproque du (héorè

n'est pas vraie : en effet, dans le cas où c'est

enveloppe complètement l'induit, à n'y à pas à

qu'une couche électrique quelconque, en équilib

dueteur, produit un champ intérieur nul, On pourrait démontr ce fait directement à l'aide de l'appareil ei-dessus (fig

n Ce fait i , dans le cas d'un mn nc conte Finder “nt varie pas lorsqu' 4

charge \ re r ; si on ne on de la face inte: ex

4. Conséquences à { On én ainsi le moyen a, à données, 11 suftit de les introduire dans le cylindre € : la nn e de celui-ci est égale à la somme algébrique des charges introduites, et la char interne est mesurée par celle somme algébrique prise on Signe com En général, tout phénomène qui donnerait nnissance à des quantités équirelentes des deux éloctricités, s'accomplissant à peser - à au #éro les feuilles [/ de l'électroscope, & Écran électrique. — Vorsque Vinduit Cf à EE vis on le sol, il ne reste dans Le syskëme que bone sd n présente, Leurs actions sûr A PONNL EL EIENE signe contraire d'après a deuxieme expèrenee (Ne,

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une résultante nulle, puisque le conducteur C n'est pas influeñcé par le système,

Par conséquent, si l'on enveloppe un corps électrisé par un conducteur métallique cominuniquant avec le sol, on supprime l'influence de ce corps sur les points extérieurs au conducteur, sans avoir besoin de décharger celui-ci. On réalise ainsi un champ électrique rigoureusement limilé à la paroi externe du conducteur. -

On voit que cette enveloppe conductrice joue par rapport à l'électricité le même rôle qu'une surface opaque par rapport à la lumière : de 1à le nom d'écran électrique donné quelquefois à ce conducteur enveloppent. Elle protège également le conducteur enveloppé contre les actions électriques extérieures : aussi la plupart des appareils de mnesure électrostatiques sont-ils entourés per des enveloppes métalliques.

845. Influence sur les corps mauvais conducteurs, pénétration dans leur masse. — On a vu que les corps bons conducteurs s'électrisent instantamément par influence; il n'en est pas de même des corps mauvais conducteurs : seulement l'action est très lente et très faible. De plus, l'électrisation a encore lieu; seulement l'isolant n'est pas électrisé à sa surface, mais sa masse parait ètre pénétrée par l'électricité, jusqu'à uve certaine profondeur.

Expérience de Faeraday. — Faraday a démontré ce fait de la manière suivante : sur les deux faces opposées d'un bloc épais de blanc de baleine C (fig. 752) sont appliqués deux minces plateaux de laiton, communiquant, par

Fig. 752.

deux cordons, l'un avec une source d'électricité positive, l'autre avec le sol. Après un contact de dix minutes environ avec la source, on enlève les deux cordons et on constate que les plateaux sont électrisés, le premier positivement et le second négativement. Or, si on les ramène ensuite à l’état neutre en les touchant successivement avec le doigt, on observe qu'au bout de quelques instants le plateau placé du côté de la source est redevenu positif et l'autre négatif. 11 faut en conclure que l'électricité de la source avait pénétré dans le blanc de baleine, tandis que dans la face opposée pénétrait l'électricité négative attirée par influence, et que ce sont ces électricités qui reparaissent sur les plateaux.

846. Communication de l'électricité à distance. — Décharge disruptive et Décharge conductive. — Dans l'expérience fondamentale de l'induction (fig. 749), les électricités contraires du conrducteur et du cylindre tendent à se réunir, et elles ne rertenk

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fixe ou d'une électricité contraire. S'il est d'abord à l'état naturel, son fluide neutre peul être décomposé à la longue par l'influence du corps M, pourvu que ce dernier soit suffisamment électrisé, et alors il y a attraction.

848. Théorie de l'influence électrostatique. — En général, un conducteur n'est pas isolé : il se trouve dans un champ électrique, par lequel il est influencé. Dans ce cas son potentiel dépend à la fois de sa charge propre et des masses électriques disséminées dans le champ, et soit à la surface d'autres conducteurs électrisés, soit sur le sol ou les parois du laboratoire : : il faut donc tenir compte

de ces masses dans l'évaluation du potentiel. Soient donc (+2 +h+. +) la

somme des termes relatifs à la charge propre du conducteur et (£+£ C2 = + …) la somine des termes relatifs aux masses électriques du champ ; on fa dans le

cas général, x "<2(1)-2(8)

Supposons que toutes les masses g' soient réunies sur un conducteur unique B (ng. 754). Si B est chargé posifivement, le potentiel en À sera plus grand que si A était isolé, et il:sera d'autant plus grand que B est plus rapproché, car alors Ÿ £ est formé de termes positifs, d'autant plus grands que les distances r’ sont plus petites. Si Best chargé négativement, le potentiel de A sera diminué par suite de la proximité de B, et d'autant plus que B est plus £

rapproché, car alors les termes < sont tous négatifs et d'autant plus grands,

en valeur absolue, que les danses r’ sont plus petites,

Si Best à l'élat neutre, il subit le phénomène d'influence (fig. 754) dès qu dl est suffisamment rapproché de 4; son fluide neutre est décomposé, le fluide négatif attiré dans la région voisine * de A et le fluide positif repoussé'en quantité “gale dans la région opposée. 11 en résulte : 1° que le potentiel, qui était d'abord nul en B, prend une certaine valeur positive; 2 que le potentiel est diminué en À, car le finide négatif de B agit en A à une distance moindre que le fluide positif, et par suite

la somme = (£) est

uue somme algébrique où les termes positifs sont plus grands que les termes négatifs.

Si l'on mettait un point quelconque de Ben com- Fig. 754.

munication avec la terre, son potentiel deviendrait égal à celui de la terre, c'est-à-dire nul, ct le potentiel de À diminuerait un peu (à cause de la disparition des termes positifs qui dans

la somme Ÿ ? correspondaient au fluide positif de l'extrémité 4").