EXPLICATION DES PHÉNOMÈNES
as grande dans les points de la surface où les rayons de coarbure ml les plus petits y et que , si la surface était garnie d'une pointe , son extrémité , Tépaisseur de la couche y serait infinie. Mais cette mche électrique appuyée contre Tair qui environne le corps , xerce nécessairement sur lui unecertaine pression ; le calcul démonre qoe cette pression, désignée sous le nom de tension, varie en rbaque point, proportionnellement au carré de l'épaisseur de la coairhe électrique ; et en outre que la résultante totale de ces pressions st nulle y ou , en d'autres termes, que dans une direction donnée il r a toujours deux pressions égaies et opposées qui se détruisent ; de sorte que , quand réiectricité est en équilibre , ces pressions ne ^Qvent imprimer aucun mouvement au corps. Mais si le corps renferme une pointe, la pression exercée à son extrémité est toujours suffisante pour vaincre la résistance de l'air : alors l'électricité sécoole, et la pression opposée à la direction de l'écoulement obtient son effet, si le corps n'oppose pas une trop grande résistance an mouvement. Nous ajouterons que les tensions observées sur les iRiérents points d'un corps s'accordent parfaitement avec celles qui Imitent du calcul.
Les circonstances qui accompagnent le développement de l'électricrtépar influence s'expliquent aussi facilement dans l'hypothèse admise. En efTet, lorsque le corps A (fig.r»2i) électrisé , par exemple positivement, est placé à une petite distance du cylindre Bcotiducleor et isolé, réiectricité de A décompose le fluide neutre de B, atliredans la partie la plus voisine l'électricité négative et refoule dans la partie la plus éloignée l'électricité positive. La tension devra être plos grande en m qu'en n, et comme le corps B renferme la même quantité d'cleciricilé positive et négative , la ligne neutre devra évidemment être plus voisine de m que de n, et daulant plus que le wrps A sera plus près ; la quantité d électricité mise en liberté ^vre nécessairement diminuer à mesure qu'on éloignera davantage lesdeox corps. On conçoit facilement que, si on touche le corps B en on point quelconque avec un corps conducteur isolé , quand on anra éloigné le corps A , et que les doux fluides qui ont été séparés pir influence se combineront , il manquera pour former du fluide DPotre toute réiectricité qu'on a enlevée; par conséquent, le corps B conservera une quantité d'électricilé libre, égale et opposée à celle qui a été enlevée. Enfin , si l'on touche le corps Ben un point qoclconque avec un corps conducteur communiquant avec le sol , lorsqu'il est soumis à l'influence du corps A, après l'éloignement ou
A JcHi iiiîaoïiQ ie . -!*i>i!nrcte ée A . B mte chargé d'éleclrictté ■uacriir» : & > â^Caicc i m au point «. U chose est évidenle; 3LiiS & ai i!f]maiaa:i".i:.i;a A^ec Le soî est établie aa point a, : ⣠-necre js ituae zc^J >{tu s evtjoie, car le coq» qui établit la ^HiucimusiLoii «^luvf par aiduence la nitee décomposition que 1 . iCàÉi:» A •ieoi«n3i}&iLoa -!s: pios complète . attenda que son élee- ;r«w ^i^s^..'*-* s ^:*.;^ ^iizs ^ soi . tandis qa'elle s'accumule i i exvt»zi^*ie « i«* B H iusmoe zar i<:n infloence U quantité d'éleotr.cue Bt«u*r» 'l'ii ien.t 'iec^mptiaee sans cette circonstance : akvs uk» pi*na» il 1m li*» cefi-i: ia oondcctear pénètre dans le corps B, neain-iStf . e.ec^rciie pc^uie acv-nmclee en a, et. après la sop» po^jïioa il •ri>C'li<:ceur . ;e ^ros B reste chargé négativemeoL i^nt aax vira^ocLi ^if ten^zTa qw le corps A éprouve dans la parti«-s les ptu» \ :;^..i:e< et les pios elvi^êes de B . qaand on augmente oii i^tucd oa di:iiLnae U distance des deux corps, elle pnn %;ect e^idemmecc i*? i d:iraot.on exercée par rélectriclté de Bsn celle de A . dont I effet e^t d attirer cette dernière électricité dau la partie du c i-rps îj pios voisine de B • et d'autant plus que la dh àtjmce est plus peate.
896. Nous pouvons maintenant expliquer les attractions et le répoUions des corps electrises. Supp«3$ons deux corps de foroM sphêriqae A et B. II peut se présenter un grand nombre de cas, suivant que l'un ou I autre, ou tous deux, sont bons ou maavais conducteurs, et suivant l'espèce d'électricilé dont ils sodI cbareés: nous u'exatninerons qu'un petit nombre de ces cas; Texplîcation des autres s'en déduira facilement. Admettons d'abord qoc les deux corps >oienl mauvois conducteurs et chargés d'électricità diiïérentcs ; les couches électriques étant retenues à leur surface pii la force inconnue qui empêche la conductibilité, ainsi que par II résistance de l'air, et ayant la propriété de s'allirer, elles entraîne* ront noccssaireiiient dans leur mouvement les masses auxquelle elles sont ad hercules, pourvu que le poids de ces masses ou toati autre résistance ne s'y oppose; et, pendant le rapprochement, chacun des corps conservera sensiblement le même état électrique
Si A et B sont tous deux bons conducteurs chargés d'éleclricité diiïérenlcs, les deux couches électriques qui recouvrent leur Kurfuccs n*y sont maintenues que par la résistance de Tair: par con séqucnt, ces corps ne parliriperont aux mouvements que tenden ù prendre leurs couches électriques qu*aulant que leurs résistan ces seront plus faibles que celles que peuvent vaincre les atlrac
I EXPLICATION DES PHKN'OMÈNRS. 71
I lions, et qu'en outre la pression exercée sur Tair par ces cuuclies I »U plus petile que sa résistance , car autrement les électricités I dttodooneraient les deux corps pour se combiner. Dans le cas I ioDtil s'agit, à mesure que les sphères A et B se rapprochent, les I ip.ussenrs des couches électriques augmentent dans les points les I ^voisins, non-seulement par I électricité libre que les corps pos- I sMiient d'abord et qui s'accumule dans les points les plus voisins, I uis encore par une décomposition croissante d'élei tricilé natu- I rdledans le corps qui contient le moins d eleclricité libre : alors , à I tte certaine distance, dépendant des épaisseurs initiales de ces I (Mcfaes, les électricités abandonnent toujours les deux corps. I Si. les deux corps étant bons conducteurs, un seul se trouvait élec- !risé,ce dernier opérerait à distance la décomposition du fluide natur1 de l'autre, dont la surface sei ait alors recouverte de deux couches t>clriques de nalures dilTérenU s, partant d'un cercle commun perprndiculaire à la ligne qui joint les centres des deux sphères , où ) épaisseur commune serait nulle et de là irait en croissant jusqu'aux punis placés sur la ligne des centres. L'attraction apparente des éeax corps résulterait de Tatlraction de réiectrieilc de A sur la a>cche électrique de B la plus voisine , et qui ^erait de nature contraire, diminuée de la répulsiun exercée par rclectricllé de A sur iéifctricité de même nom développée par influence dans B et re- ^:\éiée dans la partie la plus éloignée.
Enfin , si un des corps seulement était hon conducteur et électrisé, iaulre étant à l'état naturel , l'attraction serait lente à se développer, et d'autant plus que le dernier corps serait plus mauvais '>>D(i acteur, parce que la séparation des électricités par influence à cbtance ne s'y ferait que trcs-diflicilemeut. C est ce qu'il est très- Ucile de véritier en présentant un corps électrisé à une boule de rjmme laque suspendue à l'extrcmité d'un fil : l'altraction ne se manifeste qu'au bout d'un certain temps.
La répulsion de deux corps bons conducteurs présente un phénomène singulier dunt l'explication se déduit facilement de ce qui précède. Si deux corps chargés de la même espèce d'électricité sont Wcés à se rapprocher, il arrive toujours , lorsqu'un des cor[)s est !rés-petit relativement à l'autre, qu'à une certaine distance la répi;!>jon se change en attraction. La cause de ce changement réside d; ns le développement de l'électricité par influence : car réleclri- •:iié de nature contraire à celle (]ui existe dans le corps le plus volu- LulneuX) et qui se développe dans le plus petit, croissant à mesure
7i ÉLRCTRICITé STATiQrE.
que la distance iliminoe, il doit nécessairement exister ane dista à laquelle cette atlraclion est plas grande qaela répalsion pro nant de la couche électrique qui existait d'abord , jointe à celle même espèce qui a été produite par influence, mais qui est refou dans la partie du corps la plus éloignée.
897. II résulte de ce qui précède que toutes les attractions répulsions apparentes des corps par rinflnence électrique sont o quement le résultat des attractions et des répulsions des coud électriques qui existent ou se développent à leur surface. Les ooi pari ici pent à ces mouvements, parce que les couches électriqi sont maintenues à leurs surfaces, ou par l'adhérence et par lai sistanee de l'air s'ils sont mauvais conducteurs, ou parla résistai de lair seulement s'ils sont bons conducteurs.
Quant aux explosions électriques, elles ont toujours lieu en deux iH>rps électrisés dune manière différente, ou directement |mr Tinlluenee de Tun d'eux « lorsque , par la diminution dedistaf qui les sépare , les tensions sur les points voisins deviennent as pui$!>iantes pour vaincre la résistance de Tair : alors les électririi traversent I air pour se réunir et former du fluide neutre. Ce pt nomène est accompagné de chaleur et de lumière , et quand il a li à tni\ers nos organes, d'une sensation pénible plus on moins m qui se fait sentir principalement dans les articulations. Nous ei minerons plus tard les cirv*onstances qui accompagnent l'explosic Quant à rinfluence de l'électricité sur nos organes, nos connai saniH's se réduisent au fait que nous venons de citer.
Dans loxplicalion que nous venons de donner des phénomèii électriques* nous avons dit que les tensions observées sur les diB rtMits points d'un corps s'accordaient parfaitement avec les te sions calculées ; nous devons exposer maintenant la méthode qvi été employée pour faire ces expériences et les principaux résnltt du calcul et de l'observation. Mais comme les expériences exige toujours un certain temps, et que l'électricité dont on corps ( chargé se dissipe continuellement , il faut nécessairement corrig les résultats obtenus successivement sur différents points , de m nièrc à les ramener à ce qu'ils auraient été, si les expériences eusse été simultanées. Ainsi, nous nous occuperons d'abord des différen' causes de la déperdition de rélectricité.
808. Causes de la déperdition de rélectriciîé. Lorsqu'un cot conducteur isolé est chargé d'électricité, sa tension électrique < minuc continuellement et Unit par s'anéantir au bout d'un cert
LOIS DE LA DfPERDITIOX PAR i/aIR. 75
'icnps. Les causes de cette déperdition et les lois de lear influence «oal imporlanles à connaître, afin de les éviter, quand cela est possible, et y dans le cas contraire, de corriger les résultais que l'on abtienldans toutes les expériences qui exigent une certaine durée. hr exemple, dans les expériences par lesquelles Coulomb déter- ■ioala loi des répulsions électriques, si la perte de leleclricitér avait élé sensible dans l'intervalle des trois observations , les résultats l'aoraient pu être comparés entre eux , qu'après que les tensions nrrespondanles aux deux dernières auraient été ramenées par le olcol à ce qu>lles eussent été si la tension n'avait pas diminué.
Les causes de déperdition de l'électricité dans un corps condoc- Inr isolé sont : 1» rbumidité que l'air dépose sur les corps isoiaots,el qui les rend conducteurs; 2** la conductibilité plus ou moins grande des supports, car il parait qu'il n'existe pas dans la nature àt corps parfaitement isolant; 3» le contact de lair, car dans Tair parfaitement desséché par du chlorure de calcium ou de l'acide sulfurique concentré, l'éiectricilé se dissipe, quoique beaucoup plus lentement que dans l'air renfermant de la vapeur d'eau. La première cause de déperdition peut facilement être évitée en e&snvant et desséchant les corps non conducteurs, et opérant dans une atmosphère qui ne soit pas saturée d'humidité; mais il n'en est pas de même des deux dernières : il faut, par conséquent, en délerminer les lois.
890. Loi de la déperdition de V électricité par la seule influence de Voir. Pour déterminer la loi dont il ost question, il fallait d'abord un support qui isolât parfaitement le corps électrisc, afin de Je soustraire à toute influence étrangère ù celle de l'air. Coulomb, après de nombreux essais, reconnut qu'un cylindre de cire d'Espagne ou de gomme laque d'une demi-li<;ne de diamètre et de dixbuit à vingt lignes de longueur suffit pour isoler une balle de sureau qui a cinq à six lignes de diamètre, surtout lorsque la tension électrique n'est pas considérable. D'après cela, Coulomb fixa, dans sa balance, une balle de sureau à l'extrémilé d'un levier en somme laque, et il plaça dans la cape ABCD, par l'ouverlure O fijr. rii5), une autre boule de sureau , isolée de la même manière au moyen d'un cylindre de gomme laque; celle dernière fut faiblcm<*nl électrisée, et les deux boules s'clanl partagé celle électricité, celle di^ la balance fut repoussée. Dans une des séries d'expériences , la première répulsion avait rlo do V0% ri leur dislance fut rameiuV à 20® en tournant raijîuille du micromèlre do l'iO" : la
74 ÉLECTRICITÉ STATIODE-
force de torsion élail alors de 160*. A mesure qoe la déperditk avait lieu y les deux boules se rapprochaient; maïs, pour estîm la perte de réaction au bout d'un certain temps, on diminuait torsion do manière à ramener les boules à leur distance initiale, est évident que la perte était alors mesurée par le mouvement i trograde que l'on avait imprimé à Taiguille. Ainsi, dans leii rience cilée , au bout de trois minutes il avait fallu détordre le do 30*, et la torsion totale ne se trouvait plus que de 130*. Cii lomb déterminait ensuite , au moyen des résultats de ces expérii CA»s y la perte d'électricité rapportée à la réaction moyenne en deux observations consécutives : par exemple, dans les observatic précédentes, les réactions successives étant 160* et 130*, dont moyenne est 1\5* et la perte 30* pour trois minutes, la perte p( une minute, relativement à la tension moyenne, était 10/145.
A la suite d'un grand nombre d'expériences, Coulomb a reoon les lois suivantes .
1". La déperdition de Télectricité par le contact de Tair, dans mémos circonstances, produite chaque instant une diminution da la force de réaction , qui est une même fraction de la réaction corps au commencement de cet instant, et dans un petit intenrall une ntème fraction de la réaction moyenne au commencement ei lu Un. La niénie loi est applicable aux tensions d'un même corf puisque les tensions sont, comme les réactions, proportionnel! aux carrés des épaisseurs des couches électriques [888].
Au moyen do i'(>tt«» loi , qui os( lu niùinc que celle de Newton pour le r froidissiMnent |<>21{, on peut rulculer la réaction A|, après le temps f , qiiiJ on commit In réaction Aq h Poriginc : la formule est alors la même que cd i\f la page 4'2«i du f volume :
log A| = lop A^, — ijf^---- (a) »
n étant un riN^nicicnt dé|HMidnnt de Péttit hygrométrique de Tair , ([ devra être tléterininé pour chaque série crcxpériences par des ohservatim préliminaires , et tlout on substituerait les résultats dans la formule ; M e lonjours le module des tuhles ordinaires, 2,302o8o.
DauH ré(|uution précédente nous avons représenté par Aq et A| les réaclÎM lie deux corps éleetrisés; car c'est réellement à ces réiu'tions, et non pas ai (piiintités d'éh'ctricité des houles que la loi est applicable. Mais comme c quimtiti's d^electritité sont pr<q)ortionnel]es aux racines carrées des réaction en les tiésignant p:ir Tu et T( , on aura
j^ = v^ ; doù Ton déduira, logTi = T^ — ^.
LOIS DE LA DÉtPEUHTION PAR LIS SUPPORTS.
S*. La déperdition crott avec le degré d'humidité de Tair. Dans ks joon secs , elle esl d'environ 1/60 par minule; dans les temps tiÛiamîdes, elle s'élève jnsqa'i 1/10.
>• Dans Tair au même degré d'humidité, la déperdition d'électKilé est la mèmey quelles que soient la grosseur, la forme et la ■tare des corps, pourvu que la tension soit très-petite. Coulomb iféfîfié cette loi avec un globe d'un pied de diamètre, avec des qfiindfes de dîflërentes dimensions, avec des cercles de papier faé, etc.
D résalte de ces lois que, dans les expériences sur les tenâois électriques des corps , il faut d'abord déterminer, par des éKTvaUoDS préliminaires, la fraction qui représente la perte de râectricité pendant une minule , et corriger de celte perte les rénkâls des ezpérences.
11 est important de se souvenir qu'à chaque instant les épaisseurs fa couches électriques sont proporiionnelles aux racines carrées fa réactions et des tensions.
MO. Déperdition par le$ tupporii. Nous avons dit précédem- ■ent qu'il n'existe aucun corps qui ne conduise plus ou moins Téleetricilé ; on peut facilement constater ce fait en mettant des cy- Eidres de différentes matières non conductrices , en contact avec fa corps éleclrisés : tous, après la séparation auront acquis une CfrUine tension électrique, de même nature que celle du coniocteur, et que Ton pourra facilement reconnaître en les présenlul à un électroscope. Il résulte des nombreuses observations k Coulomb, que la fuculté conductrice des corps mauvais con- ÉKteurs crott rapidement avec la tension électrique et la diminution k leur longueur, de sorte qu'à chaque tension correspond dans chacun de ces corps une certaine longueur pour laquelle Tisobnent est complet. Coulomb, après expériences des multipliées, a ééfouvert cette loi remarquable : les longueurs auxquelles un néme corps non conducteur de forme cylindrique commence à isotr complètement un corps sont proportionnelles aux carrés des Wisions électriques de ce corps.
001. Certains corps non conducteurs, chargés d'électricité qu'on y a développée par le frottement, conservent pendant très-longtemps leurs tensions électriques, malgré le contnct de l'air et des Hps conducteurs : tels sont principalcinenl les giUeaux de résine, ai, éleclrisés au moyen d*unc peau de chat, sont encore éleetriues après plusieurs mois. Cet effet doit tenir, du moins en partie,
70 ^.I.FXTRICITÉ STATIQCE. ^^g,
à la difllculté que rëlectricilé éprouve à se dégager de ces ^jsf^ ^ mais il y a encore une autre cause qui concourt avec celle-là /* dont il sera question à l'article des condensateurs.
