CHAPITRE VIE

861. Définitions et classification. — On appelle machines élec. lriques des sources d'électricité à haut potentiel, qui résultent soit du frottement réciproque d'organes mauvais conducteurs, soit de l'influence électrostatique d'organes mauvais conducteurs mobiles qui se déplacent devant des organes bons conducteurs fixes.

Les sources de la première catégorie, très peu employées anjourd'hui, sont appelées machines à frollement, La plus connue est la machine de Ramsden, disposée pour fournir plus spécialement de l'électricité positive, Les anciennes machines de Van Marum et de Nairne appartiennent à la même famille : la première permet de recueillir, à volonté, du fluide positif ou du Aide mégauf: la deuxième donne simultanément les deux électricités, On y rattacher la curieuse machine d'Armstrong, qui donne de électricité à un potentiel élevé, par le frottement de goutteleties liquides sur des parois solides de tuyaux en buis: Nous ne déen: rons que la machine de Ramsden, qui est classiques les-atires ne sont plus employées et n'ont qu'uu intérêt historique,

Les machines électriques de la deuxième catégorie sontlites machines à influence. Elles sont un perfectionnement les précé dentes et les ont complètement remplacées dans 14 pralique. Nous décrirons successivement l'électrophore, qu'on peutrattaeher à celle famille, et les machines de Carré, de Holte et de Wimshurst,

£62, Machine éleotrique de Ramsden.—\" 1Lisbirique. —Lan

\ Vorrièce vante Hectrique qui ail dé employée esk une saschine à WroXemsnn, Gsste We ibm ?

Guericke, Elle consistait en une sphère de soufre fixée à un axé qu'on tournait d'une main, tandis que l'autre main appuyait sur la sphère et servait de frottoir, Bientôt on substitua à la boule de soufre un cylindre de résine et, plus tard, un cylindre de verre; mais il n'y avait pas d'autre frotloir que la main.

Vers 1749, Winkler employa un coussin de soie rembourré de crin, À ln mème époque, Bose recueillit sur un disque de fer-blanc suspendu à deux cordons de soie l'électricité dégagée par le frotteunent., Enfin, en 1766, Ramsden, de Londres, substilua au cylindre de verre un plateau circulaire de verre, frotté par quatre coussins. Dès lors la machine électrique eut In forme qu'on Jul donne encore aujourd'hui.

2° Description. — Entre deux montants de bois (fig. 770) est un

plateau circulaire de verre P, fixé par son centre à un axe ani on fait tourner à l'aide d'une manivelle. Ce plateau est trolke, Si

GANOT-MANEUVRIER. mi

vant son diamètre vertical, entre quatre /rotloirs ou coussins F, de cuir ou de soie. Suivant son diamètre horizontal, il passe entre deux tubes de laiton recourbés en fer à cheval, qu'on appelle peignes où mâchoires, parce qu'ils sont armés de dents, placées des deux côtés, en regard du plateau. Ces peignes sont fixés à des tubes plus gros C, qu'on nomme les conducteurs, isolés sur quatre pieds de verre, et ils sont reliés entre eux par un tube r d'un plus petit diamètre, Enfin, des bandes d'étain 0, collées des deux côtés des montants de bois qui portent les coussins, font communiquer ceux-ci avec le sol par l'intermédiaire d'une chaîne métallique D.

3° Fonclionnement el théorie. —Le plateau de verre, en tournant, frotte contre les coussins et les électrise négativement, tout en se chargeant lui-même d'électricité positive, Or la charge mégatire des coussins se perd dans le sol par les bandes d'étain © et l chaine D, tandis que l'électricité du plateau, ne pouvant s'écouler, reste sur ses deux faces sans produire aucun effet pendant ke premier quart de tour, c'est-à-dire depuis le coussin supérieur aF, par exemple, jusqu'à la mâchoire de droite. Là léleetrieité positive du verre, agissant par influence sur le peigne et sur les conducteurs, en décompose l'électricité neutre, repousse la post tive et soutire par les pointes la négative, qui vient se réunir à l'électricité positive du plateau. Le quadrant qui vient d'agir sur les conducteurs se trouve donc ramené à l'état neutre jusqu'* ce qu'il vienne passer entre les coussins inférieurs. Là 4 s'électrise de nouveau, et agit ensuite sur le deuxième peigne eomme sur le premier, et ainsi de Suite. Le plateau ne cède done pas d'électricité aux conducteurs ; il ne fait qu'en soulirer, en quelque sorte, l'électricité négative, et c'est ainsi qu'ils restent chargés d'électricité positive.

La machine une fois chargée, si l'on en approche x vain, on en tire des étincelles plus ou moins fortes; el aussi longtemps qu'on tourne le plateau.

Inversion de la charge. 2 La machine de Ramsden, ainsiuisposée, donne de l'électricité positive; mais on peut en Ciremauss de l'électricité négative (806). Pour cela, on enlève la chaine D, on isole les pieds de la table sur des supports épais de vereomnile résine, puis on fait communiquer les conducteurs G aves le sol: Quand on fait tourner le plateau, l'électricité positive des vondie teurs se perd dans le sol, tandis que l'électricité négative des pussins se répand dans Les montants en bois. En effet, st l'on

proche la main soil d'une boule mélalae ste au, Somil

Éynontanis, soit des bandes À élan D,,61 ex At, des tXncshes.

4° Constantes de la machine : débit et différenèe de potentiels. — La machine de Ramsden et toutes les machines électrostatiques sont caractérisées par deux qualités, susceptibles de mesure : leur débit et leur potentiel. Ce sont les constantes de la machine.

Débit. — On appelle débit la quantité d'électricité que la machine dégage ou débite dans un temps donné (une seconde, par exemple), soit qu'on mette les coussins en communication avec le sol et les cylindres avec un conducteur qu'il s'agit de charger, soit qu'on réunisse les coussins et les cylindres à l’aide d’un fil, par lequel on opère la recombinaison des fluides. Dans ce der nier cas le fil devient le siège d'un mouvement des électricités qu'on appelle courant électrique.

Le débit d'une machine à frottement est proportionnel à la vitesse de rotation et à l'étendue de la surface frottée, mais indépendant de la largeur des coussins et, jusqu'a une certaine limite, de leur pression sur le verre. Nous avons indiqué un moyen de l’apprécier au moyen de la bouteille de Lane (fig. 768).

Différence de potentiels. — La deuxième constante, c'est la différence de potentiel qui s'établit entre les frottoirs et les cylindres conducteurs, ou bien entre ceux-ci et le sol, lorsque les frottoirs sont mis en communication avec la terre : elle s'apprécie empiriquement par la longueur de l'étincelle que peut fournir la machine en se déchargeant ou se mesure à l'aide d’un électromèlre absolu (888).

Ce caractère n'est nullement lié au précédent. Tandis’ qu'une machine électrostatique à faible débit peut fournir de très longues étincelles, certaines sources d'électricité, telles que les piles voltaïques, dont le débit est considérable, ne fournissent pas d'étincelles appréciables.

D'ailleurs l'intensité des effets calorifiques - et lumineux que l'étincelle produit ne dépend pas seulement de sa longueur. Des étincelles très longues, qui seraient grèles, auraient peu d'éclat et feraient peu de bruit : elles produiraient des effets médiocres. A longueur égale, les étincelles ont des effets d'autant plus intenses que la quantité d'électricité qui passe dans l'étincelle est plus considérable.

© &° Puissance de lu machine. — Si la machine est capable de charger # fois par seconde une bouteille de Lane de capacité €, la différence de potentiels entre les pôles de la machine étant égale à V, elle produit par seconde

: evt A :

un travail Wu: Ne (859) : la puissance de la machine est alors, par

CY* définition, égale à ee Û

6* Limile de charge. — Même lorsqu'on se mel dans les conditions les plus favorables, le potentiel du conducteur de la machine a une limite qui ne peul être dépassée, quelles que soient la vitesse dé rotation du plateau et la durée de Cette limite est plus où moins élevée pour la même machine, F cause de la déperdition plus où moins abondinte qui se produit par l'air, par les supports et par la recomposition d'une portion des deux électricités des conducteurs et des coussins.

On a déja parlé des deux premières causes de déperdition: quant à la troisième, elle est une conséquence même du jeu de la machine, En effet, le potentiel sur les conducteurs croissant avec la vitesse de rotation, il vient un moment où des étincelles éclatent entre les mächoires et les coussins, On à atteint alors une limile de charge analogue à la limite pratique du vide dans la machine pneumatique, Pour atténuer l'effet de ces décharges spontanées, on isole et on éloigne les coussins qui constituent l'un des pôles de la machine aussi Join que du conducteur qui constitue l'autre pôle. Afin de faire porter tout le liel sur le conducteur, on a soin de coller le long des montants de bois de la machine les feuilles d'étain O (fig. 770), eh Sa rx des coussins jusqu'à la chaîne D. Enfin, celle-ci doi dans l'eau d'un puits, où communiquer avec le pied d'un arbre, ou, s'il est possible, avec l'une des conduites de gaz où dem du laboratoire où l'on se sert de la machine.

865. Principe des machines à influence. — CUS Dans les machines du genre Ramsden, l'électricité est frottement qui est oblenu lui-même par le travail d'un moteur. ll se produit done ici une sorte de transformation du travailen électricité, Celle transformation est effectuée d'une manière plus apparente par les machines électriques sans frottement, lesquels l'influence électrostatique d'une charge fixe d'électricité sert à électriser pour ainsi dire indéfiniment un platéati mobile, Les premières machines de ce genre ont êté L'ar Tapis en 1865, par Holtz et, à peu près à la même époque mais, dès la lin du siècle dernier, Volta ee a al fondé sur le mème principe : c'est l'électrophore, qu m dérer comme la plus simple des machines phare 2 fonctionnant par influence.

864. Électrophore (de Volta). — L'appareil se Ge mme ment d'un gâteau de résine B (fig. 772), coulé dans un de bois, où mieux dans un moule initaïque, SENS

bois À, recouvert d'une feuille L'htan EL AN |

isolant de verre. est ax anses que a résine

MACHINES ELECTRIQUES. ELU

gée de poix, et il faut que la surface du gâteau soit lisse,

On commence par sécher la résine et le disque en les chauffant doucement, puis on bat le gâteau avec une peau de chat, ce qui l'électrise négativement. Si l'on pose alors le disque de bois recouvert d'étain sur la résine (fig. 771), celle-ci, qui est très mauvaise conductrice, conserve son électricité négative, et, par son influence sur le disque, attire l'électricité positive vers la face en contact avec elle, tandis qu'elle repousse sur l'autre face l'électricité négative. En touchant alors la feuille d'étain avec le doigt, c'est l'électricité négative qu'on soustrait, et le disque de

bois reste électrisé positivement. En effet, si on l'enlève d'une main par le manche de verre, el si on lni présente l'autre main (fig. 772), on en tire une vive étincelle, due à la recomposition de l'électricité positive du disque avec l'électricité négative de la main. Cette élincelle suffit pour faire détoner dans l'eudiomètre des mélanges gazeux et opérer des synthèses chimiques.

Remanques. — 1° En réalité, les phénomènes d'influence qui se produisent dans l'électrophore sont un peu plus complexes : le moule intervient aussi; car il faut, pour obtenir un bon foncetionnement, non seulement que le moule soit conducteur, mais qu'il soit en contact permanent avec le sol.

2 Dans un air sec, le gâteau de résine de \'Aeelroghore, ne fois électrisé, peut conserver son électricié pendant des LS

entiers, et l'on peut obtenir pendant ce temps autant d'étincelles qu'on veut, sans battre de nouveau la résine avec la peau de chat, pourvu qu'on ait soin de faire à chaque fois ln manoeuvre précédente,

3° 11 est avantageux, au point de vue de ln quantité d'électricité

Fig. 775.

développée, de remplacer le gâteau de résine par on disque d'ébonite ; mais cette substance à l'inconvénient de perdrepresque complétement ses propriétés isolantes par suîle de Voxydilion du soufre qui entre dans sa composition tk.

865, Machine diélectrique de Carr. — Principe. — La sanchine, dite dédlnes trique, construite par M. Carré, es\ combine de names LEE) CUS