MESURE DE LA DIFFÉRENCE DE POTENTIEL D'UN ÉLÉMENT

DE PILB

903. La diiïorence de potentiel aux deux pôles d'une pile même quand l'un des pôles est en communication avec le sol oui les deux pôles sont isolés ,891J, on pourrait mettre le pôle négalifd un élément de pilo en communication avec le sol et relier le pôle positif au bouton d'un éleclroscope gradué; l'écart des feuilles d'or rcrsi^J connaître le potentiel. Avec un seul élément, les éleclroscopes orJi^B nalres ne sont pas assez sensibles pour présenter un écart nppr^ ciable; mais en s'appuyant sur ce que la différence de polenlielcst proportionnelle au nombre des éléments 892), on peut former un?^ pile de plusieurs centaines d'éléments de même constitution associJ^H en série, joindre au sol le pôle néj^atif et relier le pôle positif au boulon de l'éleclroscope. On obtient alors une déviation mesurable. ^^

En répétant l'expérience avec une pilo formée d'éléments différeitl^l des précédents, mais identiques entre eux et pris en même nomhn que les précédents, on observe une autre déviation de Xvh Iroscope.

Le rapport des forces éleclromotrices des deux éléments coiuidén est égal au rapport des charges successives de l'éleclroscope.

La force éleclromotrice d'\in élément de pile ne dépend que df. 1 nature des mélaux et des liquides; elle ne dépend pas de ses dimensions. l>a concentration des liquides n'a que peu d influence.

Les mesures de forces éleclromotrices ou de différences de poleuU se font plus commodément et avec plus de précision en employa des appareils où les forces électriques sont équilibrées par les torsions d'un fil métallique.

904. Emploi de la balance de torsion. — Imaginons deux bnd fixe» i et 2 (fig. 731), de même rayon r, entre lesquelles peut se déplacer!

ÉLECTRICITÉ DYNAUIQUE

boule P' ayant une charge constante <" et portée par une Rig:uille con- Iricc ijui oscille horizontalement autour d'un fil métallique fin. Si les (boules sont mises s(>parément en communication lointaine avec deux • l'Iectrisés M et M', leurs charges sont (f'gales et de même signe lorsque |deui corps ont le même potentiel; la boule mobile reste alors en i^quii si clic est à égale distance des deux boules fixes.

I)rs4(uc les deux corps électrisés M et M' ont des potentiels différents I V', les charges des deux boules fixes sont différentes, égales à Vr ''r, et comme les forces exercées par les deux boules fixes sont proporaelles à ces charges, la boule mobile est déviée.

"•prf s la loi de Coulomb (768), les forces électriques sont proportionnelles

todiiit de la cliarge constante du .système mobile par les charges des boules

; ces forces sont encore mesurables pour de très petites valeurs de ces

ières charges si le sijiUme. de la boule mobile est fortement élcctrivé,

tordant le fil métallique pour maintenir la boule mobile â égale dis-

des deux boules fixes, ré(|uilibre a lieu lorsque la différence des actions

iipics, qui est proportionnelle â Vr — V'r, fait équilibre à la torsion

I métallique. Cette torsion mesure V — V".

ÏMure avec une balance à, quatre boules fixes. — L'action élccle est doublée si le levier mobile porte a chacune de ses extrémités une

Fig. 7.1 1.

I électrisée, et si deux boules fixes agissent respecliveraeiil sur chados boules mobiles P et P'. A cet effet, les houles fixes disposées aux IV sommets d'un rectangle sont reliées 2 .-i 2 en diagonale (2 et -4, i et 3) Brs actions concordent pour dévier le système mobile dans le même |fig-751).

Ilectromètre à quadrants fonctionne comme l'appareil précédent et pré- I sur lui l'avantage d'une sensibilité beaucoup plus grande.

>. Ëlectromëtre à. quadrants. — iJeicripf(o/i(fig. 7j2et 753). partie mobile est une plaque mince d'aluminium P découpée

i.La boulu taokilo est chargée par l'un ilet pâles d'une pilo d'un grand nombre enta dont le Mcond pOlo va au sol (Gg. 751).

par un fil métallique fin et f»*"' lourner horizontalement dans ^^^ plan au-dessus d'un système "^ quatre quadrants d'un mfmu c ■^^ lie, isolés. Ces quadrants s^^s"

lia

lixés au couvercle en ébonitc la cage de l'appareil ù l'aide quatre tiges conductrices r

lesquelles on établit une eu*'""

les municalion en diagonale entre

((uadrants opposés par le somr^*'

iletS, 2 et 4).

ELECTRICITE DYNAMIQUE

le fil de lorsion, la plaque d'aluminium reçoit une charge ante de l'un des p(5lcs d'une pile P dont l'autre pôle va au sol <"'. Il de torsion est d'abord tourne de telle façon que l'axe de figure i plaque mobile soit orienté suivant l'une des deux lignes de sé- Ition des quadrants quand les deux paires sont réunies et ont, par iéquent le même potentiel.

inclionnement. — Les pôles dont on veut mesurer la différence Dtentiel sont reliés séparément par deux fils longs et fins f aux (paires de quadrants. Désignons par V le potentiel de la plaque gée positivement, par V, et Vj les polenliuls des deux paires de trants.

ipposons V > V, > Vj. La répulsion exercée sur la plaque île par les quadrants de polenliel V, sera plus grande que la jlsion exercée par les quadrants de potentiel V,. La différence des jkions dévie l'aiguille, et celle-ci se fixe dès que la torsion du fil uilibre aux forces électriques. La déviation de la piarjue d'alum reste très faible si V, et Vj sont peu différents; lorsque ces ptiels sont très petits par rapport au potentiel V de la plaque De, la déviation est proportionnelle à lu différence V, — Vj des Miels des quadrants ou des pôles de la pile.

fir mesurer avec précision les petits écarts angulaires de la plaque e, une tige verticale fixée à cette plaque dans le prolongement de torsion porte un petit miroir m qui tourne en même temps la plaque. Si le miroir est plan, on obsen'e avec une lunette les ^ons d'une règle horizontale vue par réllexion ^620] dans le pr et parallèle au miroir quand la plaque n'est pas déviée, (plus souvent, le miroir m est concave. L'observateur placé der- I «me règle horizontale transparente regarde les déplacements de jge d'un réticule fin de platine réfiéchi sur le miroir (985) ; les de celle image sont proportionnels aux déviations de la plaque

|,A pile ia ehnrge ostrormiïe d'nne centaine de petits ilémcnt» zinc, platino et eau, en »6rie (lj(^. 754) et disposés sur une plwjuo d'vl>onil« nu-desious de la cage

Z Pi Pi Z

Fig. in.

elromètrc (fig.752). Une tige métallique flexible K permet d'établir uu de sasla charge.

Les secteurs possèdent des mouvements de haut en lias et de rolatiou, et ciui permet de les mettre dans un même plan rigoureusement horuonttl, Kn faisant monter ou descendre la plaque mobile, on modiOe la sensibilité,

906. Unité de force électromotrice. — D'après des considérations qac nous verrons plus loin (à propos des efTets calorifiques à couranlj, l'unité de force électromotrice adoptée est le volt ; le volt est un peu supérieur à la dilTérence de potentiel des deux pûles d'un élément de Voila (zinc, cuivre, eau acidulée). La différence de potentiel aux deux pôles d'un élément Daniell (zinc, sulfate de zinc; cuivrt, sulfate de cuivre) est égale à l'Ub.

Jl 3(JÛ

L'éleclromètre à quadrants permet de composer avec précision des

forces électromotricos de T^ et même de JJ7- de volt. La comparaiMn

des forces électromotrices dos éléments usuels dont les différences de potentiel sont comprises entre 0,5 et 2,5 volts se fait en réunissanl respectivement aux deux paires de quadrants les deux pâles d'un seul élément de pile.

Un volt vaut ^^ de l'unité électrostatique de potentiel.