Voir J. Jovosnr, Traité élémentaire d'électricité

l'oxygène se porle sur le zinc où se forme du sulfate de sine SO4 Zn, l'hydrogène se rend sur l'électrode de cuivre, qui se trouve eu quelque sorte enfermée dans une gaine gazeuse, Ces faits modifient les différences de potentiel des corps en contact puis que de nouveaux corps apparaissent. On comprend done qu'il y ait des modifications apportées dans la force électromotrice primitive. Cet affaiblissement porte le nom de polarisation de la pile.

Enfin une troisième cause d'affaiblissement toute chimique, commune à tous les éléments de piles à zine, tient à l'impureté de ce métal, Le zinc du commerce, souvent même celui qui est vendu comme zinc pur, contient du fer et d'autres métaux. Ilen résulle qu'il se forme avec l'eau acidulée, sur la lame de zine, un grand nombre de petits couples locaux entre Je zine etles métaux moins attaquables : de là une usure rapide du zine et des autres éléments du couple, qui se continue même quand le circuit n'est pas fermé et que la pile ne fonctionne pas,

915. Piles à courant constant. — Pour obtenir un courant constant, il faut supprimer dans l'élément de pile employées causes d'affaiblissement el de variabilité du courant,

On supprime d'abord les courants parasites et secondaires dus au zinc impur, en employant des électrodes en since pur one sinc amalgamé, c'est-à-dire allié au mercure sur toute l'étendue de sa surface, M. de la Rive a découvert, en effet, que le sine pur n'est pas attaqué par l'eau acidulée d'acide sulfurique, tandis que le zinc du commerce est vivement attaqué et rapidement détruit, L'attaque du zinc pur n'a lien qu'autant qu'on le metre contact avec une autre électrode en euivre ou en platine, également plongée dans l'eau acidulée : c'est le cas d'un élément de pile voltaïque. Ainsi une électrode en zinc pur présentera le double avantage de n'être attaquée et usée que lorsque le cireuit des pile est fermé, et de ne pas donner naissance à des courants locaux et secondaires pendant le fonctionnement de In pile, Ona découvert plus lard que le zinc amalgamé possède la mème prepriété que le zinc pur, et on l'emploie de préférence à celui-tt, à cause de la plus grande facilité qu'on a à se le procurer,

On supprime ensuite, ou l'on atténue considérablement, les courants de polarisation en introduisant dans l'élément de pile des substances accessoires capables de détruire les produits secondaires qui causent la polarisation. Cés substances auxiliaires sont appelées corps dépolarisants ou simplement dépolariente:

Les piles dans lesquelles on a supprimé les deux causes principales d'affaiblissement du courant sont dites piles courant constant.

Le dépolarisant est le plus souvent un liquide, C'est pourquoi les piles à courant constant sont le plus souvent des piles à deux liquides. On les appelle aussi quelquefois piles cloisonnées, parce que les deux liquides sont généralement séparés dans chaque élément à l'aide d'une cloison poreuse.

Le dépolarisant employé peut être aussi une substance solide, La pile est alors une pile à courant constant et à un seul liquide.

On peut done diviser les piles hydro-électriques en deux grandes catégories :

1° Les piles à un seul liquide, avec ou sans dépolarisant solide ;

2 Les piles à deux liquides, dont l'un joue le rôle de dépolarisant!.

Le type des piles à un seul liquide, sans dépolarisant, est la pile de Volla. Le type des piles à un seul liquide avec dépolarisant est la pile Leclanché.

Celui des types à deux liquides dont l'un est dépolarisant, est la pile Daniell : elle est de beaucoup da plus constante de toutes les piles usuelles à dépolarisant.

916. Pile de Becquerel. — L'élément Becquerel est le plus ancien des couples à deux liquides. Il fut réellement inventé par le physicien francais Becquerel, qui dés 1829 en indiqua le principe. Il recut plus tard, en 1836, une forme pratique du physicien anglais Daniell, dont il a gardé le nom indûment.

C'est un élément Volta (zinc- Fig. 827.

cuivre-eau acidulée), auquel on ajoute, comme dépolarisant, une solution concentrée de sulfate de cuivre.

Descriplion. — Le pôle négalif est une large lame de zinc amalqgamé 2, contournée en forme de cylindre coupé suivant une de ses génératrices; il est immergé soit dans de l'eau acidulée d'acide sulfurique, soit dans de l'eau salée, soit dans une solution

14. Voir le Traité élémentaire d'électricité de M. W. Colson,

de sulfate de zine : ce premier liquide est contenm dans un premier vase, en verre où en faïence (fig. 828).

Le pôle positif C est constitué par un éylindre de cuivre, qui est immergé dans une solution concéntrée de sulfate de euivre, contenue dans un vase en lerré poreuse ou en porcelaine dégourdie : ce deuxième vase est placé à l'intérieur du premier.

Fonction chimique du dépolarisant. — Le sulfate de cuivre est décomposé par l'hydrogène, en cuivre et en acide sulfurique, d'après la formule

SO+ Cu + MH Cu + S04,H,,

Le cuivre réduit se dépose sur le pôle cuivre C, où il forme mme couche sans adhérence; l'acide sulfurique, rendu libre, se difluse à travers la cloison poreuse dans l'eau acidulée qui baigne le pôle zinc, et en entretient l'acidité,

Cette pile fournit un courant très constant, surtout sÿ l'on à soin de maintenir saturée la solution de sulfate de euivre, en plaçant en haut du vase poreux de gros cristaux de sel qui dissolvent au fur et à mesure de l'appanvrissement des Hiquenr. Mais elle a l'inconvénient de s'user en cireuib ouvert, "surliut lorsque le zinc est en contact avec de l'eau acidulée" ose.

Constantes de l'élément Becquevel. — La force électromotries E est sensiblement égale à 4 volt,

La résistance intérieure K es variable suivant la surface des électrodes, la structure des vases poreux et la composition au ts concentration des liquides. El varie de 1/5 d'ohm à quelques ohms dans les modèles employés généralement.

917. Modifications de l'élément Becquerel. — L'élément Becquerel a reçu un grand nombre de modifications. La plus importante à été la suppression du vase poreux : la séparation du dépolarisont et du liquide acide Fig. HS, est alors chien einen pur

\a dièrence de Vente Sens.

Tel est l'élément Callaud, dont usage PSV ASSEE LME NEDES

services télégraphiques.

1° Élément Callaud, — Cet élément est contenu dans un vase unique Y de verre ou de farence (fig. 828). Dans le vase est une plaque de cuivre C à Inquelle est soudé un fl de cuivre À, isolé du reste de la pile par un endu:t de guttapercha L. Au-dessus de la plaque est disposée dans un manehon de verré w une colonne de cristaux de sulfate de cuivre; dans le liquide est immergé en entier un cylindre de zinc £, analogue à ceux des éléments Becqnerel, mais d'une hauteur deux fois moindre, et suspendu par des crochets D appuyés sur le rebord du vase. La partie inférieure du liquide se sature de sulfate de cuivre, landis que la partie supérieure est constituée par une dissolution de sulfate de zinc : les deux liquides sont maintenus séparés par la différence de leurs densités, La dépolarisation s'effectue comme dans la pile de Daniell.

La pile de Callaud est non seulement d'une manipulation simple, mais elle procure une notable économie de sulfate de cuivre, et fournit des courants constants pendant des mois, suns nécessiter d'autre soin que d'ajouter un peu d'eau pour remplacer celle qui se perd par l’évaporation ; 60 couples suffisent pour faire fonctionner les appareils télégraphiques entre Tours et Bordeaux, par exemple, sans relais,

918. Pile de Bunsen. — L'élément de la pile de Bunsen, ou pile à charbon, inventée en 1845, est un élément caractérisé par

Fig. 824.

un dépolarisant liquide qui est l'acide asolique, et par son électrode positive qui est une plaque ou un cylindre d'un charbon spécial !,

Chaque élément se compose de quatre pièces pouvant se placer les unes dans les autres : 4° un vase F (fig, 829), de grès on de verre, qu'on remplit d'une solution au dixième d'acide sulfurique ; 2% un cylindre creux Z, de zinc amalgamé ; 5° un vase poreux V,

4. Ce charbon est préparé on calcinaut, dans un moule de Aïe, an mékanee intime de coke et de houille grasse, bien pulyérisé et oriement Lassk*, bee 4 c'est du charbon de corne pulvérisé et puis aggloméré : ces deux espetes NE

charbon sont bons conducteurs.

de terre de pipe peu cuite, où l'on met de l'acide azotique ondinaire; 4 une plaque de charbon C. Dans le vase F on place d'abord le zine, puis le vase poreux, et au centre le charbon, À ce dernier on fixe une pince de cuivre m sur laquelle est une borne avec un fil de cuivre, qui est le réophore positif; au sine est fixée une seconde pince n avec un fil qui est le réophore négatif,

La pile est inactive tant que la communication n'est pus établie par un conducteur entre le zine et le charbon ; mais, dès qu'elle a lieu, l'action chimique commence, L'eau acidulée est décom. posée par le zinc, avec formation de sulfate de zine et réduction du dépolarisant par l'hydrogène dégagé, d'après Ja Tormule

A2 06,10 + H — Az O0 + 9 HO,

Cette réaction est accompagnée alors d’un dégagement de vspeurs nitreuses (Az 0%) qui constitue un inconvénient sérieux de la pile Bunsen dès qu'elle est formée d'un grand nombre d'éltments,

La force électromotrice de l'élément Bunsen est d'environ 1,K volt.

Remarque. — Élément de Grove, — Avant Bunsen, Grove wail constitué un élément avec le même dépolarisant, mais différent du précédent par son électrode positive, qui était en platine,

919, Êlément Marié-Davy. — L'ost un élément anslogue à celal de Dunes. mais dout le dépolarisant consiste on une pâle de sullute de protosyde de mercure, Lassée autour du charbon,

La réaction dépolarisante est exprimée par la formule

Hg* 0,S 0% + 1 = 2 lg + 10, @,

La force électromotrice E=1,2 volt.

920. Pile au bichromate à deux liquides. — L'élément de cette pile me ditfère de l'élément Bunsen qu'en ce que l'acide azotique du vase ot con placé par une solution de 3 kg de bichromate de soude dans 4 litres d'en orlimaire, Le mélange liquide s'effectue dans un vase de grès ou de ine, puis on vers peu à peu, en agilant avec une baguette de verre, 40 litres Waoide sulfurique à 06? Baumé.

Dans chaque vase dé grès on plice avec In solution hichromatée un charbon muni de sa pince, la partie supérieure étant paraffinée; on met onsullote sine dans le vase poreux avec une solution de 80 à 400 grammies de sel rar.

Cette pile offre Le grand avantage de no pas répandre de sapeirs d'achle hypoazotique ; mais elle « RE bo - ee +

, » € e ane. AO LEE AN em : sd Pere Ag de Vélèment à vi or ordi tieure est plus forte, à cawse de Voter pos

921. Piles à un seul liquide avec dépolarisant liquide, — Pile au bichromate. — Les piles à un soul liquide, qui sont inunies d'un dépolarisant liquide, rentrent dans la catégorie des piles à courant constant, Ce dépolarisant est toujours un bichromate de potasse ou de soude, où de l'acide chromique en dissolution, Les différents modèles de ces éléments ne diffèrent que par les proportions du bichromate qui entre dans la composition du liquide. Le type de ces éléments est l'élément ou la pile dite au biohromate de potasse.

Pile au bichromale (à un seul liquide). — Le liquide unique consiste en une dissolution de bichromate de potasse additionnée d'acide sulfurique. 1 n'y a qu'un vase extérieur en verre, contenant le liquide, et pas de vase poreux. Le pôle positif est constitué par deux plaques de charbon de cornue, fixées parallèlement sur un disque de caoutchouc durci.

Une lame de zinc amalgamé, d'une longueur moitié moindre, peut ètre introduite entre ces plaques, à l'aide d'une tige à coulisse : c'est le péle négatif.

L'élément ne fonctionne que lorsqu'on fait glisser le zinc dans sa coulisse, de manière à le faire plonger dans le liquide (fig. 830).

Il se produit, quand le circuit est fermé, un sulfate double de chrome et de potasse avec dégagement d'oxygène. L'est cet oxygène qui, eu brûlant l'hydrogène dégagé, supprime la polarisation des électrodes. Aussi celte pile, quoique à un seul liquide, ne se polarise-t-elle que lentement,

Constantes. — La force électromotrice E varie de 1,8 à 2 volts, La résistance intérieure R est d'autant plus faible que la proportion d'acide sulfurique est plus forte : elle est généralement de quelques centièmes d'ohm.

922, Pile à un seul liquide, avec dépolarisant solide. — Pile de Leclanché. — Les éléments, à courant constant, qui rentrent dans cette catégorie, sont les éléments de Leclanché, de Lalande et Chaperon, ete. Nous décrirons, comme Kye, L'été ment Leclanché,

Pig. 83,

Élément Leclanché. — Le pôle positif est une plaque de Eekatbon, surmontée d'une sorte de tête en plomb, ou est ee

GANOT-MANEUVRIER, #

dans le dépolarisant. Le pôle négatif est constitué par une tige de zinc plongée dans une dissolution de chilorhydrate d'ammoniaque, Le dépolarisant solide est constitué par un mélange de peroxyde de manganèse et de charbon de cornoe en gros grains. Lorsqu'on ferme le cireuit, le zine est attaqué par le chlorhydrate, et il se forme du chlorure de zine, qui est sobble ; quant à l'hydrogène dégagé, il se porte sur le peroxyie, et le ramène à l'état de sesquioxyde en formant de Peau.

Dans un premier modèle de cet élément, un vase poreux contenait

Fig. 831. Fig. 852.

lé mélange dépolarisant avec le charbon; le chlorhydrate était contenu avec le zinc dans un vase extérieur en verre.

Dans un modèle plus récent (fig, 831), le vase poreuxest supprimé; le mélangé dépolarisant a été solidifié par pression, eton lui a accolé la lame de charbon, Quant à la fige de xine, elle est appliquée à la masse à l'aide de bandes de caoutchone, et simplement isolée par l'interposilion d'une plaque en bois.

Modèle Leclanché-Barbier. — Dans le dernier modèle (fig. 852) le zine Z est maintenu suivant l'axe du bocal, Concentriquement se trouve un cylindre creux C, formé par l'agglomération"ie graphite et de bioxyde de manganèse pulvérisés; res matières sont mélangées avec du suif et un peu de soufre, puis moulées à la forme voulue sous pression 81 chautfées à 550%, Le obtenu est poreux, de sorle que Virage ESS VEN sgétuhe trer jusqu'au hioxyde de manpaness.

Constantes de l'élément Leclanchè, — Gel Eee Axes

l'avantage de ne travailler qu'en circuit fermé, Aussi peut-il fonctionner sans interruption pendant plusieurs mois et l'emploi en est très commode, Les constantes sont :

Force électromotrice . ; à « - 4 + » 4 &n «ss , 1,48 volt Réstétunce falérienré À élétaent à vase poreux. - . de $ à 8 ohm | > élément à agglomérés, . . de 0,9 à 1,8 ohm

993. Piles étalons. — Certaines piles sont employées comme étalons, à cause de leur constance, dans la comparaison des forces électromotrices. Nous citerons les principaux :

1° Éltalon Daniell-Fleming. — I se compose (fig. 833)-d'un tube en [}, dont l'une des branches renferme un cylindre de zinc pur 4, plongeant dans une dissolution de sulfate de zinc (densité — 1,400), laquelle alfeure audessous de l'ajutage R°”, Une tige de cuivre G,euivrée par électrolyse, plonge dans une dissolution de sulfate de cuivre (densité — 1,100). Cette colonne de sulfate va de R°” en CG. Le robinet inférieur R"sert à vider la pile. En ouvrant le robinet, 1l est aisé de remplir la pile du sulfate de zinc contenu dans le vase À. Le zine étant mis en place, on ouvre les robinets R° et R'; le sulfate de cuivre remplit alors la branche de droite. On règle l'écoulement de manière que la surface de séparation des deux dissolutions soit en R°".

La force électromotrice de cel élalon est de 1,072 volt.

9 Élalon Gouy. — Cet élément est facile à établir. On prend un petit fMacon à deux tubulures au fond duquel on place du mercure (fig. 834). Un fil Fig. 853. de platine, isolé dans un tube à thermométre, vient plonger dans le mereure par son extrémité el sort du flacon par la tubulure latérale. Après avoir introduit dans le flacon une couche convenable d'oxyde de mercure gré et une dissolution de sulfate de zinc, de densité LANG, on se ans la tubulure centrale un tube à essai, percé d'un pet Lo 9 ex

contenant un crayon de zinc amalgarné.

La force électromotrice est de 4,589 volt à 470,

5° Étalon Latimer-Clark. — Voici comment on construit éet dé ment (fig. 855). Deux tubes à essai, portant à la partie mférieun des prises de contact au mercure, communiquent par un tube transversal. A la partie inférieure de l'un des tubes Jatéraus on

Fig, 834.

introduit un amalgame de zine et dans l'autre du mercure pur ne couvert de sulfate mercureux. On ajoute ensuile une dissolution saturée de sulfate de zinc et des cristaux de sulfate de xine pour éviter la sursaturation jusqu'au-dessus du tube transversal.

La force électromotrice du Latimer est de 1,458 volt 4 46

Remanque., — Tous ces étalons sont hermétiqueent houchés et paraffinés, On à soin de les noircir extérieurement pour les préserver de l'action de la lumière,