CHAPITRE PREMIER

PHÉNOMÈNES GÉNÉRAUX DE l'ÉLEGTRIGITÉ

534. Électrisation par frottement. Corps bons et corps mauvais conducteurs. — Lorsqu'on tient à la main un bâton de verre, de résine, de soufre, d'ébonite, etc., et qu'on le frotte avec une étoffe de soie ou de laine, avec une peau de chat ou de lapin, etc., le bâton acquiert la propriété d'attirer les corps légers; on dit que le corps frotté est éLectrisé, et l'on donne le nom d'électricité à la cause qui se manifeste par cet effet d'attraction .

Il existe toute une catégorie de corps, parmi lesquels se trouvent les métaux, qui ne peuvent être électrisés par frottement, à moins qu'ils ne soient tenus, non directement à la main, mais par l'intermédiaire d'un manche d'ébonite, de verre, etc.

En outre, les corps de la première catégorie ne s'électrisent qu'aux points directement frottés, tandis que ceux de la seconde attirent les corps légers par tous leurs points, même par ceux qui n'ont pas été directement atteints par le frottement.

Pour expliquer ces faits, on admet que l'électricité se propage facilement sur les corps de la seconde catégorie, qui sont pour cette raison appelés bons conducteurs, tandis que les corps de la première, dits mauvais condurAeurs ou isolants, opposent à la propagation de l'électricité une résistance que Télectricité ne peut vaincre.

Celle hypothèse rend compte des manières différentes dont se

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comportent les corps bons et mauvais conducteurs lorsqu'on les frotte en les tenant directement à la main ; elle explique en outre pourquoi, lorsqu'on touche un corps A, bon conducteur et électrisé, avec un corps B, celui-ci s'électrise en tous les points de sa surface ou seulement aux points de contact, suivant qu'il est bon ou mauvais conducteur.

535. Distinction de deux espèces d'électricité. — Si l'on approche un bâton de verre électrisé d'un pendule électrique, constitué par un corps léger (balle de sureau) suspendu par urî fil de soie isolant, le pendule est attiré jusqu'au contact, puis repoussé ; un bâton de résine électrisé attire alors le pendule, tandis que le bâton de verre le repousse, et tous les corps électrisés, quels qu'ils soient, se comportent, soit comme le verre (répulsion), soit comme la résine (attraction).

Au point de vue des effets produits sur les corps légers, il y a donc lieu de diviser les corps électrisés en deux catégories, ou, pour employer une locution consacrée par l'usage, de distinguer deux espèces d'électricité. Mais il ne faut voir dans cette dernière locution que l'expression de deux états électriques différents et non de deux causes distinctes entre elles. On ne connaît pas encore, en effet, la nature intime de l'électricité; mais il est peu probable que les phénomènes électriques soient dus à deux causes distinctes,! et tout porte à croire que la cause unique de ces phénomènes est] seulement variable de grandeur dans les divers corps électrisés. L'état neutre, c'est-à-dire l'état d'un corps non électrisé, serait] ainsi celui qui correspondrait à une quantité d'électricité dite normale; les deux états électriques opposés, dont nous avons! constaté l'existence, correspondraient, le premier à une quantité! d'électricité supérieure, le second à une quantité d'électricité| inférieure à la quantité normale. C'est en conformité de cette manière, provisoire et hypothétique, d'envisager la cause des phénomènes électriques que l'on emploie les termes électricité positive et d'électricité négative pour exprimer l'état des corps qui, dans l'expérience rappelée plus haut, se comportent comme le verre ou comme la résine.

Remarquons en outre que, si l'on touche un corps électrisé A avec un corps B à l'état neutre, chacun d'eux se comporte de la même manière, après le contact, envers le pendule électrique ; ce

ATTRACTIONS ET RÉPULSIONS. 919 contact a donc communiqué à B une partie de l'électricité que A possédait. Il résulte de là que le contact d'un corps électrise avec un pendule communique à celui-ci une électricité de même nom que celle du corps électrisé. Les phénomènes d'attraction et de répulsion peuvent alors se traduire par cette loi générale : Deux corps chargés d'électricités de mêmes noms se repoussent deux corps chargés d'électricités de noms contraires s'attirent. 536. Lois des attractions et des répulsions électriques. — On établit ces lois au moyen de la balance de Coulomb. Cet instrument se compose d'une cage cylindrique munie d'une graduation oc et dans laquelle on peut introduire, par une ouverture située en r, une tige isolante i terminée par une petite sphère m ; la cage est surmontée d'un tube cylindrique d terminé par un tambour gradué f et un repère fixe a. Àu centre du tambour est suspendu un fil sans torsion qui soutient une aiguille isolante p terminée par une boule n.

Pour établir les lois de l'attraction, on tourne le tambour e de manière à amener n en contact avec m sans que le fil de suspension éprouve de torsion ; on retire alors m, que l'on électrise par le contact avec un corps électrisé, et on l'introduit de nouveau dans la balance. Au moment du contact de m et de n, l'électricité se partage entre ces deux sphères, et n est repoussée à une distance telle que la force t résultant de la torsion du fil fasse équilibre à la force électrique /"de répulsion. Or il est possible, d'après l'angle de torsion mesuré au moyen de la graduation c, de calculer la force t, ce qui fait connaître la force f.

En faisant tourner le tambour e dans le sens indiqué par la flèche, on augmente la torsion du fil ; par suitejla force t prend une valeur t' que l'on peut encore calculer grâce aux indications

Fig. 328. — Balance de Coulomb.

de la graduation du tambour et de la graduation c. La boule n s'est en même temps rapprochée de w, et la force / a pris une nouvelle valeur f égale à t' .

En faisant ainsi plusieurs déterminations et comparant les diverses valeurs de f aux distances correspondantes des sphères m et n, on trouve que la force répulsive varie en raison inverse du carré de la distancedes centres des sphères ; celles-ci sont d'ailleurs assez petites pour que l'on puisse négliger leurs rayons et supposer que les quantités d'électricités qu'elles possèdent sont concentrées à le.ur centre .

On peut charger les sphères m et n d'électricités contraires, disposer l'expérience de manière que la force de torsion du fil de suspension fasse équilibre à la force électrique d'attraction et s'assurer que cette force attractive varie, avec la distance des sphères, suivant la même loi que la force répulsive.

On conclut de là que les forces électriques qui s'exercent entre deux quantités d'électricités existant en deux points sont* en raison inverse du carré de la distance de ces points.

Les quantités d'électricités qui existent sur l'une ou l'autre des sphères m et n peuvent d'ailleurs être variables, et l'expérience montre que, toutes choses égales d'ailleurs, la force attractive ou répulsive /"varie avec ces quantités. La charge de l'une des sphères restant constante, nous dirons que la quantité d'électricité que possède l'autre sphère, c'est-à-dire sa charge électrique, est double, /triple.... lorsque, pour la même distance, la force attractive ou répulsive est devenue double, triple Il résulte de cette définition même que les forces électriques sont proportionnelles aux masses d'électricité entre lesquelles elles s'exercent.

537. Unités de quantité d'électricité. — L'unité G. O.S. de quantité d'électricité est la quantité qui, agissant sur une quantité égale située à 1 centim., produit une force attractive ou répulsive égale à une dyne (§ 39, pag. 40).

D'après les lois du paragraphe précédent, le nombre de dynes qui s'exerce entre deux masses électriques égales à ??i et à m' unités G. G.S., situées en des points distants de d centimètres, fiera donné par la formule:

mm'