ÉLECTRISATION PAR INFLUENCE

.toutes les masses agissantes sur la charge qui existe dans l'unité de surface de cet élément. On démontre que, si d est la densité sur cet élément de surface, la pression électrostatique y a pour valeur ^Tidr et est toujours dirigée vers l'extérieur.

Si un corps conducteur conserve son électricité malgré l'existence de la pression électrostatique qui existe en chacun de ses points, cela tient à ce que l'air s'oppose, par suite de sa mauvaise conductibilité électrique, au départ de l'électricité. Toutefois si la pression électrostatique, et par suite la densité électrique, deviennent suffisantes, la résistance de l'air peut être vaincue et le conducteur se décharge alors partiellement dans l'air. C'est ce qui arrive, en particulier, sur tous les conducteurs qui présentent des pointes ou des arêtes vives; l'air environnant se charge alors de la même électricité que le conducteur et est repoussé, comme on peut s'en assurer en approchant la flamme d'une bougie d'une pointe conductrice électrisée.

541. Champ électrique. Électrisation par influence. — L'expérience montre que, lorsqu'un corps ou un système de corps électrisés existent en une région de l'espace, ce système exerce une action sur les corps environnants. L'ensemble des points de l'espace où cette action se fait sentir porte le nom de champ électrique^ et on appelle influence l'action que tout corps électrisé influençant exerce sur les corps environnants, qui sont alors dits influencés.

Le cas général de l'influence électrique est réalisé par le cylindre de Faraday, cylindre conducteur isolé, dont l'une des hases est 1 fermée, tandis que l'autre est ouverte (fig. 329) ou mieux munie d une ouverture à travers laquelle on peut introduire dans le cylindre une sphère électrisée fixée à un manche isolant B'. j' L'état électrique du cylindre peut être déterminé au moyen de l'électroscope ; on appelle ainsi un vase en verre 0 dont le goulot donne passage à une tige métallique terminée, à l'extérieur, par une sphère B, à l'intérieur par deux lames d'or très minces et très légères, et dont la base inférieure métallique porte deux colonnes conductrices situées à une certaine distance des lames d'or. L'électroscope doit être mis en communication avec le cylindre au moyen d'un fil conducteur assez long pour que le cylindre n'exerce aucune action d'influence sur l'instrument.

Les choses ainsi disposées, si Ton introduit dans le cylindre

m ÉLECTRICITÉ.

uoe sphère chargée, par exemple, d'électricité positive, on constate les divers faits suivants.

1° Les feuilles de l'électroscope divergent lorsque la sphère est introduite dans le cylindre, et la divergence est constante, quelle

Fig. 329. — Cylindre de Faraday.

que soit la position de la sphère à l'intérieur du conducteur; ceci prouve: a), que le cylindre est électrisé ; 6), que la quantité d'électricité développée est indépendante de la position de la sphère, il

2° Au moyen du plan d'épreuve et de la balance de Coulomb, on constate que la surface intérieure du conducteur est électrisée négativement et la surface extérieure positivement. Les deux quantités d'électricité positive et négative du cylindre sout d'ailleurs égales entre elles, car, si l'on retire la sphère, les feuilles d'or de l'électroscope retombent et tous les points du cyhndre reviennent à l'état neutre.

3° Les quantités d'électricité positive et négative du cylindre sont chacune égale à celle qui existe sur la sphère électrisée, car si l'on amène cette sphère au contact de la surface intérieure du cylindre, l'électricité négative disparaît entièrement; la divergence •

ELECTRISATION PAR INFLUENCE. 925

es feuilles d'or reste d'ailleurs invariable, ce qui montre que la istribution de l'électricité positive à l'extérieur n'éprouve aucune lûdification .

Par l'emploi du plan d'épreuve et de la balance de Coulomb, n constate encore que la distribution de l'électricité -f- à l'extérieur u cylindre est indépendante de la position delà sphère intérieure ; 1 distribution de l'électricité — sur la surface intérieure du cylinre et celle de l'électricité -|- sur la sphère dépendent au contraire e la position de cette sphère.

5" Si l'on met un point quelconque de la surface extérieure ou itérienre du cylindre en communication avec le sol, l'électricité ûsitive disparait entièrement et les feuilles d'or retombent, mais ien n'est changé quant à la distribution de l'électricité intérieure, u cylindre et de celle de la sphère.

6° Si l'on supprime la communication avec le sol après l'avoir lablie, puis que l'on sorte la sphère, l'électricité négative se j épand sur la surface extérieure du cylindre et s'y répartit comme 'était l'électricité positive.

7° Si l'on fait communiquer le cylindre avec le sol, et que on réunisse l'électroscope à un corps conducteur à l'état neutre ue l'on approche du cylindre, on n'observe aucune divergence des 3uilles d'or. Par suite, un conducteur fermé et en communication vec le sol protège complètement les corps extérieurs contre 'influence des corps électrisés situés à l'intérieur.

8° Réciproquement, si la sphère intérieure, supposée à l'état leutre, est mise en communication avec l'électroscope, les feuilles l'or restent immobiles lorsqu'on approche du cylindre un corps ;xtérieur éleclrisé. En conséquence un conducteur fermé soustrait

Diièrement les corps intérieurs à l'influence des corps extérieurs ïlectrisés.

La surface du conducteur fermé peut d'ailleurs être discontinue, otnme celle d'une cage métallique, sans que la protection de la •lige sur les corps intérieurs cesse d'exister. La même protection -si encore réalisée par un conducteur plan, de dimensions suffi- ;inles et en communication avec le sol, interposé entre un corps îlectrisé et un autre corps.

Ces conducteurs, qui protègent contre l'influence, portent le nom Vi'crans électriqiœs.

9" Les faits précédents, constatés par l'expérience, rendent compte des phénomènes que l'on observe lorsqu'on fait agir par influence une spbère éiectrisée et isolée B (fig.330) sur un conducteur CD. Si la spbère est chargée positivement, le conducteur CD est chargé négativement sur les régions les plus voisines de B et

positivement sur les régions les plus éloignées. Quel que soit le point de CD que l'on met en communication avec le sol, c'est toujours l'électricité positive qui disparaît, sans que d'ailleurs il en résulte aucune modiflcatioa quant à la quantité ou à la distribution de l'électricité négative sur le corps influencé ; mais cette électricité négative prend une autre distribution si l'on éloigne CD de manière à annuler l'influence de B.

Ajoutons que les quantités d'électricité positive et négative développées sur CD

Fig. 330. — Electrisation par influence. sOUt chaCUne pluS petite,

dans l'expérience de la figure 330, que la quantité delectricitépositive qui existe sur B. Il n'y a égalité, en effet, que quant à la charge de B d'une part et à la somme des charges, soit positives,, soit négatives développées sur l'ensemble des corps environnantset en particulier sur les murs de la pièce dans laquelle l'expérience est réalisée.

Des phénomènes analogues d'influence se produisent lorsqu'on approche un corps électrisé d'un pendule électrique ; ils expliquent les attractions et les répulsions que l'on constate dans les divers casdont il a été question plus haut.

10° Les phénomènes d'influence montrent de même comment on peut, avec un électroscope, reconnaître si un corps est électrisé et déterminer la nature de l'électricité dont ce corps est chargé.