CHARGE ÉLECTRIQUE D’UN CONDUCTEUR

5 1 g. Lorsqu’un corps conducteur, comme un cylindre de cuivre, par exemple, est porté sur un pied de verre enduit de résine ou de gomme laque , il se trouve isolé , et l’on peyt , à l’aide de différons moyens que nous indiquerons bientôt, le charger d’une quantité d’électricité vitrée ou résineuse plus ou moins considérable , en supposant toutefois que l’atmosphère qui l’environne soit sèche; car la vapeur vésiculaire est un très bon conducteur de l’électricité , et par conséquent l’air humide permet à l’électricité de s’échapper et de se porter dans le réservoir commun. Il est très important d’examiner dans quel état se trouve un tel conducteur chargé d’électricité , quelle partie du corps elle occupe, quelles sont les forces qui la sollicitent, et comment elle se trouve répartie.

Dans un conducteur électrisé , tout le fluide électrique est situé à la surface du corps. Cette disposition est une conséquence rationnelle de la force de répulsion qui anime toutes les particules du fluide. On peut, du reste, en acquérir une preuve directe. Si l’on électrise une sphère de métal creuse et percée d’un trou, il sera facile de s’assurer que sa surface interne ne présente aucun caractère électrique; car si l’on introduit dans l’intérieur de la sphère une petite boule de métal isolée par un manche de verre, et qu’on lui fasse toucher la face interne en la retirant en suite , elle n’exercera aucune action sur une boule de moelle de sureau suspendue à un fil; tandis que, si on lui a fait toucher la surface externe, elle montrera tous les caractères de l’électricité dont le conducteur est chargé.

Si la répulsion des particules explique le transport corn-

PROPREMENT DITE

plot de l’électricité h la surface externe du corps , il reste à concevoir pourquoi l’électricité s’y arrête et s’y accumule. La pression atmosphérique est la seule cause à laquelle on puisse attribuer cette accumulation; et, en eifet, il est impossible de charger un conducteur enfermé dans un espace vide, attendu que l’électricité s’en échappe continuellement à mesure qu’on la fournit, pour se porter sur les corps voisins. *

Il résulte de ce que nous venons de dire que l’électricité forme à la surface des corps conducteurs une couche plus ou moins épaisse, sollicitée d’une pari à se répandre dans l’espace par une sorte de force centrifuge , et contenue d’antre part au moyen de la pression atmosphérique. Cet état de choses doit donner lieu à des équilibres variés entre ces deux forces opposées , et h -des phénomènes de mouvement, dans le cas où la force d’expansion l’emporte sur la pression atmosphérique. En effet , si le corps est sphérique, il résulte des propriétés mêmes de celte forme que l’électricité sera uniformément répandue dans tous les points de la surface du corps , et que sa tension sera partout la même. On démontre au contraire que , lorsque le corps prend une forme alongée , l’accumulatioai et la tension électriques s’accroissent vers les extrémités , en diminuant sur les parties latérales, ail point que, lorsque le conducteur est terminé par une pointe aiguë, la tension électrique peut être considérée comme infinie à f extrémité de la pointe , relativement à la résistance de l’air.

Les machines que nous possédons nous permettant d’accumuler dans un conducteur des quantités indéfinies d’électricité , et d’en accroître ainsi progressivement la tension , tandis que la résistance de l’air demeure constante , il est évident qu’à une certaine époque l’électricité devra s’échapper de la surface du corps , malgréjjâ résistance de

2 52 VE L’ÉLECTRICITi

l’air : c’est ce qui arrive en effet ; etilen résulte ce pétillement et ces aigrettes lumineuses qui se produisent autour -d’un conducteur surchargé. Mais on conçoit que ces phénomènes se produiront de préférence aux extrémités des conducteurs alongés; qu’il sera même impossible de charger d’éîectricité ceux qui seront terminés par une pointe, puisque la plus faible tension deviendra assez considérable , à l’extrémité de cette pointe , pour vaincre la résistance de

1» • air.

DeLaplace a déterminé la condition exacte de l’existence de l’électricité à la surface d’un corps. Voici sa théorie;

Il faut admettre que l’électricité forme autour du conducteur une couche plus ou moins épaisse , dont la surface externe se confond avec la surface même du corps que l’air touche , tandis que son épaisseur est dans la substance du corps où l’on admet que ce fluide se meut librement; il faut supposer que les particules ont une force centrifuge, mais point d’élasticité: dès lors la couche entière tendra à s’écarter du centre du corps en proportion de l’épaisseur de cette couche.

Mais d’un autre côté , si l’on décompose par la pensée cette couche en plusieurs lames concentriques , on trouvera : i° que la couche la plus externe sera poussée au dehors avec une force proportionnelle à l’épaisseur de la couche; 2° que les couches internes seront en équilibre par rapport à l’action des couches externes , mais qu’elles auront chacune leur force centrifuge propre qui s’ajoutera à celle de la couche externe; or, comme le nombre de ces couches est lui-même proportionnel à l’épaisseur totale de la couche électrique* on en conclut que la force avec laquelle l’électricité tend à s’échapper de la surlace d’un corps est proportionnelle au carré de l’épaisseur de la couche électrique ; ce qui explique comment cet elfort de*

PROPREMENT DITE

vient si puissant à l’extrémité d’une pointe. On peut en effet considérer une pointe comme l’extrémité d’un ellipsoïde très alongé; l’épaisseur de la couche électrique est dans le même rapport que les deux axes de cet ellipsoïde , et la force répulsive comme le carré de celte épaisseur. Si , par exemple, le petit axe est égal à 1 , et le grand égal h 1 oo les épaisseurs seront i sur le côté et 100 à l’extrémité; mais alors les forces répulsives seront 1 et 10,000.

Le voisinage d’un autre corps qui n’est point électrique, ou qui est électrisé d’une manière opposée , modifie considérablement la disposition de l’électricité autour d’un conducteur : en effet, cette électricité, étant fortement attirée par celle du corps voisin, vient s’accumuler dans le point de la surface du conducteur qui correspond 3 ce corps , et sa tension s’accroît proportionnellement dans ce lieu , tandis qu’elle diminue partout ailleurs. On remarque que les pétillemens et les aigrettes dont nous avons parlé se produisent de préférence du côté des corps les plus voisins. Il peut même arriver que la tension, devenant très considérable, l’emporte tout à coup sur la pression atmosphérique , et que l’électricité , franchissant l’intervalle qui sépare les deux corps , se porte de l’un vers l’autre en produisant ce qu’on nomme une étincelle électrique , c’est-à-dire une sorte d’explosion accompagnée de lumière et de chaleur.

320. Des pointes. — Nous venons de voir qu’un conducteur terminé par une pointe ne peut pas acquérir de charge électrique, parce que la tension est toujours très considérable à l’extrémité de cette pointe. Mais les phénomènes ne sont pas absolument semblables lorsque le conducteur est chargé d’électricité vitrée ou résineuse. Dans le premier cas , eh faisant l’expérience dans l’obscurité , on voit partir de la pointe une grande aigrette lumineuse;

234 BE l’électricité

dans le second, on n’aperçoit qu’un seul point brillant , et cette différence était un des plus forts argumens en faveur du système de Franklin, puisque , dans le cas de l’électricité en plus , le fluide devait se répandre dans l’atmosphère, tandis que, dans le cas d’électrisation négative, la pointe devait, au contraire, recevoir de l’atmosphère, il faut convenir que , dans le système des deux fluides, cette grande différence s’explique mal ; on pense que le fluide résineux éprouve plus de résistance de la part de l’air que le fluide vitré.

Les effets do la pointe ne se bornent point à émettre ainsi le fluide électrique : l’air placé au devant de cette pointe semble être mis en mouvement par le fluide électrique; et il en résulte une espèce de souille que l’on sent très bien à la surface de la peau, et qui peut môme produire des rides sur un vase plein d’eau.

Non seulement les pointes facilitent la déperdition de l’électricité d’un conducteur , mais elles semblent aussi faciliter son introduction dans un autre; et si l’on présente une pointe à un conducteur chargé, on lui aura bientôt enlevé toute l’électricité qu’il contenait, sans étincelle et sans bruit. Nous verrons que la théorie des influences électriques à distance rend parfaitement compte de ces phénomènes.

Une dernière observation sur les elfets des pointes , c’est que, lorsqu’on en réunit plusieurs , elles produisent moins d’elfct qu’une seule, et c’est une suite naturelle de la répulsion qu’exercent réciproquement les uns sur les autres les fluides de môme nature qui s’en échappent.

CHARGE ÉLECTRIQUE d’un CORPS NON CONDUCTEUR.

32] . Les corps isolant qui ne condukenl pas l’électricité

PROPREMENT DITE

présentent des phénomènes très difîérens de ceux que nous venons d’exposer. Il semble que le fluide électrique qui s’y développe, ou qu’on peut leur communiquer, soit en quelque sorte fixé autour de chacune des molécules du corps ; en sorte que tout ce que nous avons dit des effets de la tension et de la compression de Pair dans les corps conducteurs n’est applicable aux non conducteurs qu’en considérant chacune de leurs parties comme indépendante de toutes les autres. Si l’on prend un plateau de résine, et qu’on l’électrise fortement par les moyens convenables , on pourra reconnaître dans toute sa surface une tension électrique considérable. Mais si l’on touche un de ses points avec l’extrémité du doigt ou tout autre conducteur, il en sortira une très petite étincelle ; le point touché aura perdu son état électrique, pendant que tous les autres points l’auront conservé, et l’indépendance de ces différens points est tellement complète , que les uns pourront prendre et conserver l’électricité vitrée, et d’autres l’électricité résineuse , sans que ces deux fluides puissent se joindre et s’unir, comme nous aurons roccasion de le prouver en parlant de la bouteille de Leyde.

Les corps non conducteurs ne se comportent*pa$ exactement comme les corps conducteurs lorsqu’on fait le vide autour d’eux. Il faut un temps considérable pour qu’ils perdent la totalité de leur électricité, ce qui semble prouver qu’ils exercent une attraction assez forte sur les particules du fluide électrique, tandis qu’il est démontré que les corps conducteurs n’en exercent aucune; une autre preuve de cette vérité importante résulte d’un fait que nous aurons occasion d’étudier en détail , savoir, que si dans certains Cas l’on électrise en môme temps une lame conductrice et une lame non conductrice appliquées l une sur l’autre, au momeut de leur séparation toute i’éiectri-

2 3G DE l’ÉLECTRICITÉ

cité demeurera adhérente à la surface de la lame non conductrice.