CHAPITRE PREMIER

288. Développement de l'électricité par le frottement. Attraction et répulsion des corps électrisés. — L'électricité tire son nom de l'ambre jaune ou succin, en grec vftexrpov. Les anciens avaient déjà remarqué que cette substance, frottée avec un morceau d'étoffe de laine, acquiert la propriété d'attirer les corps légers. La cire à cacheter, la résine, le verre , le soufre etc. se comportent comme le succin : tous ces corps, frottés avec une étoffe de soie, de laine ou avec une peau de chat, de lapin, attirent les petits morceaux de papier, les petites balles de moelle de sureau qu'on leur présente. Une balle de sureau suspendue à un lîl de soie constitue ce qu'on appelle un pendule électrique (Fig. 292) ; quand on approche de ce pendule un bâton de résine ou de verre préalablement électrisé, la balle de sureau se porte sur le corps électrisé ; puis, dès que le contact a été établi , elle est vivement repoussée. Approche-t-on un corps métallique d'un bâton de résine ou de verre qu'on a électrisé ^ par des frictions énergiques, on voit une étincelle jaillir entre les deux corps ; en même temps on entend un petit bruit de pétillement, et le bâton de verre ou de résine n'est plus électrisé dans les points voisins de la tige métallique. Une balle de sureau à laquelle on a communiqué l'électricité d'un bâton de verre électrisé par frottement est repoussée par tout bâton de verre électrisé de ,1a même manière; elle est, au contraire, attirée par un bâton de résine plus vivement que si elle n'était pas électrisée.

On peut augmenter jusqu'à une certaine limite la quantité d'électricité communiquée à la balle de sureau, en frottant le bâton de verre à plusieurs reprises, et en lui faisant chaque fois toucher la balle ; au contraire, cette dernière, mise en contact avec un bâton de résine électrisé, perd instantanément son électricité. Réciproquement, l'électricité obtenue par le frottement de la résine est neutralisée par l'électricité du verre.

Fig. 2<J2.

Pendule électrique.

288". Théories électriques : hypothèse des deux fluides ; hypothèse d'un seul fluide. Électricité positive et négative. — C'est à la suite de ces observations dues à l'académicien français Dufay , que plus tard Symmer a proposé l'hypothèse des deux fluides électriques. L'électricité engendrée par le frottement du verre est dite positive; l'électricité contraire que donne la résine s'appelle négative. Ces dénominations signifient simplement que ces deux sortes d'électricités se détruisent comme des quantités affectées de signes contraires en algèbre. C'est arbitrairement qu'on a considéré comme positive l'électricité vitrée ; car les deux électricités ne se distinguent, en général, que par leur action réciproque ; elles suivent toutes les deux les mêmes lois , à peu d'exceptions brès.

[Les dénominations cY électricité fiositive et négative ont été imaginées par Franklin, qui n'admettait l'existence que d'un seul fluide. Les corps à l'état neutre contiennent d'après lui une certaine quantité de fluide électrique normal; les corps chargés d'électricité positive renferment un excédant de ce fluide; au contraire, les corps électrisés de la même manière que la résine en contiennent moins que la quantité normale. Cette théorie développée par /Epinus, à la fin du siècle dernier, abandonnée d'abord à cause de certaines difficultés qu'elle présentait, tend aujourd'hui à reprendre le dessus et à être préférée à la théorie de Symmer. Elle est plus simple et certainement elle permet, mieux que la théorie des deux fluides, de faire rentrer les phénomènes électriques dans le cercle général des mouvements de l'éther.]

On admit dans le principe que chaque espèce d'électricité était propre à certaines substances; c'est pour cela qu'on a appelé vitrée l'électricité positive, résineuse l'électricité négative. Des expériences plus exactes ont prouvé que la nature de l'électricité développée ne dépend pas seulement de la nature des corps frottés, mais aussi de celle du corps avec lequel on les frotte. Une seule et même substance peut donc être électrisée positivement ou négativement.

Pour rechercher quelle est la nature de l'électricité que possède un corps, on se sert ordinairement de l'électricité produite à l'aide d'un bâton de verre frotté avec un morceau de peau ou d'étoffe de laine préalablement enduit d'un amalgame de zinc et d'étain. L'électricité ainsi obtenue est positive; l'électricité de nature contraire est négative. Quand on électrise un corps par le frottement, le frottoir est également électrisé, et son électricité est toujours de nom contraire à celle du corps frotté. Ainsi la peau qui sert à frotter un bâton de verre se charge d'électricité négative ; le morceau d'étoffe de laine avec lequel on électrise négativement un bâton de résine prend le fluide positif.

2881\ Corps idio-électriques et anélectriques. — On nommait autrefois corps idioélectrîejues tous ceux qui, tenus à la main et frottés ensemble, prennent l'une ou l'autre électricité; ceux qui, au contraire, ne peuvent pas s'électriser dans ces conditions étaient dits anélectriques. Le verre, la résine, la cire, le soufre, le cuir, la guttapercha etc. sont idio-électriques; tous les métaux, le charbon, l'eau et les substances imbibées d'eau appartiennent à la catégorie des corps anélectriques.

Au moyen de l'éleotrosoope, que nous décrirons plus loin (voy. § 290), on peut démontrer que les actions les plus faibles suffisent h produire des traces d'électricité sur les substances idio-électriques. Ainsi, deux corps, même entièrement identiques, frottés l'un contre l'autre, s'électrisont, l'un positivement, l'autre négativement. Si l'on coupe

DE L'ÉLECTRICITÉ

ou si l'on brise en deux un corps idio-électriquc, l'une des sections prend l'électricité positive, et l'autre la négative. Nous verrons tout à l'heure que les corps anélectriques peuvont aussi s'électrisor par le frottement, quand on a soin do les isoler pour empêcher que l'électricité ne se répande sur les corps environnants.

289. Corps conducteurs et non conducteurs de l'électricité. — Si Ton recouvre d'un vernis à la gomme-laque ou à la gutta-percha une baguette métallique dans la moitié de sa longueur et qu'on tienne à la main la partie vernie, pendant qu'on frotte l'autre moitié, le métal s'électrise faiblement; mais l'électricité ainsi produite disparaît immédiatement, quand on touche avec la main la partie non vernie. Il faut conclure de là que, si on ne réussit pas dans les conditions ordinaires à électriser les corps anélectriques , c'est que l'électricité développée se porte aussitôt sur les corps en contact avec les premiers. Mais toutes les substances ne sont pas également aptes à enlever ainsi l'électricité développée sur un corps anélectrique ; si, par exemple, au lieu de tenir ce dernier à la main, on le soutient à l'aide d'une substance idio-électrique, telle que de la cire, de la gomme-laque, du soufre..., le corps anélectrique conserve l'électricité qui lui est communiquée par le frottement.

En outre, quand on frotte un bâton de résine ou de verre, les parties frottées sont les seules qui soient électrisées; au contraire, une tige métallique traitée de la même manière se charge d'électricité dans toute son étendue, même dans les points non frottés. De tous ces faits nous concluons que les corps anélectriques, non-seulement sont plus aptes que les idio- électriques à transmettre leur électricité aux corps environnants , mais encore qu'ils prennent plus facilement l'électricité des corps avec lesquels on les met en contact. Par ces motifs on appelle conducteurs de l'électricité les corps anélectriques , tandis que les idio -électriques sont dits isolants ou non conducteurs.

Les métaux occupent le premier rang parmi les bons conducteurs de l'électricité; immédiatement après eux viennent certaines variétés de carbone, le graphite entre autres, puis les acides et les dissolutions salines, enfin l'eau et les tissus animaux et végétaux imbibés d'eau. Les huiles grasses, les huiles volatiles, la porcelaine, le cuir, les plumes, les cheveux, la laine, la soie, le mica, le verre, la cire, le soufre, la résine etc. sont des corps isolants.

290. Électroscope. — La propriété que possèdent les métaux de prendre facilement aux autres corps leur électricité a été mise à profit pour reconnaître la

présence de faibles traces d'électricité. Dans ce but on se sert ordinairement de Y électroscope à feuilles d'or. Cet appareil consiste en une cloche de verre (Fig. 293) dont le sommet est percé d'une ouverture fermée par un bouchon de liège que traverse un tube en verre renfermant clans son intérieur une tige métallique. Cette tige est terminée à sa partie supérieure par un bouton métallique, et elle porte à sa partie inférieure deux feuilles d'or très-minces.

Pour reconnaître si un cor.ps est électrisé , on approche ce Electroscope corps , par exemple un bâton de résine ou de verre, du bouton J,feBcnnett?'de de l' électroscope ; l'électricité se répand très-rapidement sur la

tige métallique et sur les feuilles d'or; ces dernières divergent aussitôt puisqu'elles sont chargées d'électricités de même nom qui se repoussent.

Au moyen de cet instrument on peut aussi reconnaître facilement la nature de l'électricité. A cet effet on électrise d'abord le bouton positivement à l'aide d'un bâton de verre frotté avec de la peau. Si on touche ensuite le bouton avec un corps électrisé positivement, la divergence des feuilles d'or augmente ; elle diminue, au contraire, ou disparait môme, si le nouveau corps possède de l'électricité négative.

L'électroscope peut encore servir à rechercher si un corps est bon ou mauvais conducteur de l'électricité. L'instrument étant électrisé, on le touche avec le corps à essayer: ce corps est-il bon conducteur, il enlève à l'instant même à l'électroscope toute son électricité ; le corps est-il mauvais conducteur, la déperdition de l'électricité ne se fait que petit à petit et exige un temps plus ou moins long. L'air, quoique mauvais conducteur, n'est cependant pas un isolant parfait, de sorte qu'un électroscope se décharge de lui-même, au bout d'un certain temps, sans qu'il soit besoin de le toucher avec un bon conducteur.

291. Accumulation de l'électricité à la surface des corps. — Quand nous électrisons un corps conducteur, soit parle frottement, soit en le mettant en communication avec une source électrique, du moment que ce corps est parfaitement isolé, l'électricité se porte tout entière à la surface. On peut s'assurer du fait à l'aide de l'électroscope. On se sert, dans ce but, d'une sphère de métal montée sur un pied isolant en verre, ou suspendue à un fil de soie, et recouverte de deux hémisphères métalliques

... , A, , . , m. nn/\ Tig. 29-1. — Appareil pour démontrer que l'électricité

qui l'emboîtent exactement (Flg. 294). se porte tout entière à la surface des corps.

Ces hémisphères étant en place , on les

électrise, puis on les enlève en les tenant par des manches de verre et on constate, au moyen de l'électroscope, que la sphère ne renferme pas la moindre trace d'électricité et même que la surface interne des hémisphères en est dépourvue. [L'expérience est encore plus démonstrative si nous électrisons d'abord la sphère et que nous la recouvrions ensuite des deux hémisphères isolés ; on constate, en enlevant ces derniers, que la sphère a perdu toute son électricité , et que celle-ci s'est transportée à la surface extérieure des hémisphères.] Faraday a présenté cette expérience sous une forme saisissante : il fît construire une chambre dont les murs étaient formés de corps bons conducteurs; des fils de cuivre traversaient cette chambre de part en part; en électrisant fortement les parois extérieures, il ne remarqua aucune trace d'électricité, ni sur les fils de cuivre ni à la surface intérieure des parois.

292. Développement de l'électricité par influence. — Quand on approche un corps électrisé d'un autre qui se trouve à l'état neutre et qui est séparé du premier par une substance isolante, une couche d'air par exemple , le corps à l'état neutre s'électrise par influence, de telle sorte que l'extrémité la plus rap-

l'électricité

prochée de la source électrique se charge d'électricité de nom contraire, et que l'autre extrémité prend l'électricité de môme nom. Si, par exemple, on dispose au-dessus d'une sphère métallique isolée B (Fig. 295) et électrisée positivement un conducteur métallique CD, l'extrémité qui regarde la sphère B s'élec- Irise négativement, tandis que l'extrémité opposée C se charge d'électricité posi«-

tive. La quantité de fluide négatif accumulé à la surface du cylindre CD diminue à partir de D, à mesure qu'on se rapproche du milieu du conducteur, pour faire place à l'électricité positive qui augmente progressivement jusqu'à l'extrémité C. Vers le milieu du conducteur, mais plus près de D que de C, se trouve donc une zone appelée ligne neutre, où l'on ne constate aucune trace d'électricité. Vient-on à éloigner la sphère B, le cylindre CD retourne à l'état neutre, Si le conducteur CD était formé de deux cylindres placés hout à bout et qu'on vint à les séparer pendant qu'ils sont soumis à l'influence de la sphère B, le plus rapproché serait chargé d'électricité de nom contraire à celle de la sphère , et le plus éloigné d'électricité de même nom. On obtient plus simplement le même résultat , en touchant avec la main le conducteur CD, pendant qu'il est soumis à l'influence de la sphère B; on ôte ensuite la main avant d'éloigner la sphère B , et le conducteur reste chargé d'électricité de nom contraire à celle du corps inducteur. Dans ce cas notre corps et la terre forment avec le cylindre métallique un seul conducteur, dans lequel l'électricité de même nom que celle de la sphère B est repoussée le plus loin possible, c'està-dire dans le sol, tandis que l'autre espèce d'électricité s'accumule sur le cylindre CD. Quel que soit le point touché, c'est toujours l'électricité de même nom que celle du corps inducteur qui s'écoule dans le sol.

Ces mouvements de l'électricité trouvent leur explication dans les phénomènes d'attraction et de répulsion électriques dont nous avons parlé § 288. Nous avons montré que les corps chargés d'électricités d'espèce contraire s'attirent, et que les corps qui possèdent des électricités de même nom se repoussent. Nous voyons maintenant que cette loi s'applique aussi aux fluides électriques eux-mêmes.: en effet, l'électricité positive de la sphère B (Fig. 295) attire l'électricité négative du conducteur CD et repousse la positive; elle sépare donc les deux fluides, qui se trouvaient primitivement à l'état neutre et par moitiés égales dans le conducteur, de telle sorte que l'électricité positive s'accumule en C et la négative en D. Aussi appelle-t-on ce mode de production de l'électricité, électrisation par décomposition on par influence.

Sur les corps non conducteurs comme le verre, la cire à cacheter, on peut aussi

Tig. 295. — Développement de l'électricité par influence.

ÉLECTRICITÉ STATIQUE. SOURCES D'ÉLECTRICITÉ. 55d

observer le développement d'électricité par influence. Mais la séparation des , I , M i x fluides dans ces corps exige plus de temps que dans les bons conducteurs, cl quand le corps est électrisô, il perd aussi plus lentement son électricité.

293. Distribution de l'électricité à la surface des corps conducteurs. — Des lois lie la décomposition par influence, nous pouvons déduire le mode de distribution fie l'électricité à la surface des corps conducteurs isolés. Un corps électrisé agil par influence sur les molécules d'air cpii l'environnent; il se trouve ainsi enveloppé d'une couche d'air chargé d'électricité de nom contraire, laquelle attire l'électricité contenue dans le corps; cette dernière se porte donc tout entière à la surface, et elle s'y distribue de telle sorte que les actions de tous les points de la surface sur ceux de l'intérieur se neutralisent mutuellement, puisque l'intérieur du corps ne manifeste pas trace d'électricité.

Il résulte de là que la distribution de l'électricité à la surface des corps dépend de leur forme. Nous verrons dans le chapitre suivant que les attractions et les répulsions électriques suivent les lois générales des actions à distance, c'est-à-dire que leurs intensités sont en raison inverse du carré de la distance. En conséquence, il n'existe qu'une seule forme de corps, la sphère, à la surface de laquelle la couche électrique ait partout la même épaisseur. Pour que les attractions et les répulsions qui s'exercent sur chacun des points de l'intérieur d'un corps de forme non sphérique s'entre-détruisent, il faut que l'électricité s'y répartisse inégalement dans les différents points de la surface. Dans un ellipsoïde, par exemple, la couche électrique a son minimum d'épaisseur aux extrémités du petit axe, et son maximum aux extrémités du grand axe. Quand la surface d'un corps présente des arêtes , des bords tranchants ou des pointes , c'est surtout dans ces endroits que l'électricité s'accumule en très-grande quantité. On peut s'assurer de ce fait au moyen de Télectroscope : en effet, si on touche le bouton de cet appareil avec une sphère électrisée, la divergence des feuilles d'or est toujours la même, quel que soit le point de la sphère qui ait été en contact avec l'électroscope. Prend-on un corps d'une autre forme, la divergence varie suivant le point touché par le bouton de l'appareil.

293a. Pouvoir des pointes. — L'influence des arêtes vives et des pointes sur la distribution de l'électricité a une très-grande importance, à cause des applications qu'on en a faites. On peut facilement se rendre compte de cette action- au moyen de la Fig. 296. Soit a un point pris dans l'intérieur d'un conducteur de forme conique, et terminé en pointe au sommet s. Le point a est sollicité par les points électrisés de la surface dans les directions as, ab, ac etc. Pour que ces actions se détruisent mutuellement, il est clair que celle qui s'exerce dans la direction as doit faire équilibre aux forces électriques qui agissent suivant les droites ab, ac, ad etc., il faut donc que la quantité d'électricité accumulée en s soit très-considérable par rapport à celle qui se trouve dans les Fig. 290. peints b, c. d, e. Si le sommet s était un point mathématique, D&noMtMtton l'électricité devrail y être accumulée en quantité infinie; mais

pouvoir dus polntOfl

DE L'ÉLECTRICITÉ

alors môme que la pointe s est plus ou moins mousse, la quantité d'électricité qui s'y rassemble dépasse toujours de beaucoup celle des points h, c, d..,; en général, l'épaisseur de la couche électrique augmente au fur et à mesure qu'on s'approche du sommet du cône.

C'est cette tendance du fluide électrique à s'accumuler aux pointes qu'on utilise pour recueillir l'électricité ou pour la faire écouler. Si l'on approche, en effet, d'un corps électrisé une tige métallique terminée en pointe, et que l'on mette cette tige en communication avec le sol , elle se chargera sur toute sa surface d'électricité de nom contraire. L'électricité ainsi développée par influence s'accumulera en plus grande quantité sur la pointe, et elle agira à son tour sur l'électricité du corps inducteur , de sorte que ce dernier se trouvera plus chargé à l'endroit placé en regard de la pointe métallique. Par suite de la tension des fluides de noms contraires., les deux électricités se recomposeront brusquement avec production de lumière, et les deux corps reviendront à l'état neutre.

Quand on électrisé directement un corps métallique isolé et terminé en pointe , l'électricité s'accumule en plus grande quantité sur la pointe ; en même temps, les particules de l'air ambiant se chargent par influence d'électricité de nom contraire, et il arrive bientôt un moment ou la tension à l'extrémité de la pointe est telle que celle-ci se décharge; dans ce cas, l'électricité de la pointe s'écoule dans l'atmosphère , généralement avec production de lumière. Comme l'air est trop mauvais conducteur pour pouvoir neutraliser en une fois l'électricité accumulée sur le métal, il n'y a qu'une partie de cette dernière qui s'échappe; les particules d'air électrisées sont alors repoussées, cèdent leur place à d'autres, et ainsi de suite , de sorte qu'il se produit un mouvement dans l'air ambiant, mouvement qui favorise l'écoulement de l'électricité.

294. APPAREILS FONDÉS SUR LE DÉVELOPPEMENT DE L'ÉLECTRICITÉ PAR INFLUENCE. —

On a fait une importante application du pouvoir des pointes à la construction des paratonnerres et des machines électriques.

Paratonnerre, — Le paratonnerre consiste en une tige métallique terminée par une pointe d'un métal non oxydable et peu fusible (or ou platine) , et mise en communication avec la terre au moyen d'un corps aussi bon conducteur que possible. D'après ce que nous avons vu plus haut, quand l'atmosphère est chargée d'électricité, la pointe du paratonnerre peut soutirer celle-ci, en se chargeant par influence d'électricité de nom contraire, et elle empêche ainsi la chute de la foudre; ou bien, si le nuage électrisé se décharge brusquement, le paratonnerre conduit l'électricité dans le sol; de toute manière, le bâtiment pourvu de cet appareil se trouve à l'abri des dégâts occasionnés par la foudre.

294°. Machines électriques à frottement. — Les machines électriques servent ordinairement à obtenir des quantités plus ou moins considérables d'électricité.. [On distingue deux classes de machines électriques : dans les unes, l'électricité est obtenue par le frottement; dans les autres, elle est développée par influence.]

La machine à frottement, la plus employée est celle de Ramsden ou machine à plateau de verre (Fig. 297). Elle consiste en un plateau de verre circulaire, qu'à l'aide d'une manivelle M on fait tourner autour d'un axe passant par son centre. Pendant ce mouvement de rotation , le plateau passe entre deux paires de coussins en cuir enduits d'or mussif , ou mieux d'un amalgame de zinc et d'étain ; ces coussins pressent contre la surface du verre et l'électrisent par frottement. PJn regard du plateau se trouvent, en outre, deux peignes armés de dents métalliques et. reliés à un système de conducteurs G, formés de deux cylindres en cuivre portés par des colonnes isolantes en verre. L'électricité positive développée par le frottement s'accumule sur le plateau, tandis que l'électricité négative se porte sur les coussins, d'où elle s'écoule dans le sol par l'intermédiaire d'une chaîne métallique. Les dents des peignes métalliques se chargent alors d'électricité négative, qui, lorsqu'elle a atteint une tension suffisante, va rejoindre l'électricité positive du plateau pour la neutraliser, tandis que l'électricité positive reste sur le conducteur.

La décomposition du fluide neutre des conducteurs se continue jusqu'à ce que la quantité d'électricité positive qui s'y accumule devienne assez grande pour contre-balancer l'influence du fluide développé sur le plateau. A ce moment la charge électrique a atteint une limite qu'elle ne peut dépasser. En effet, l'électricité positive qui se renouvelle sur le plateau développe toujours par influence de l'électricité négative sur les dents des peignes ; mais cette dernière ne peut pas s'écouler, retenue qu'elle est par l'électricité positive existante sur le conducteur.

Si l'on met en communication métallique les coussins avec le conducteur et les peignes avec le sol , la machine se charge d'électricité négative , au lieu de fournir de la positive. [La machine de Nairne, celle de Win ter (de Vienne) ne diffèrent pas en principe de celle de Ramsden ; il existe toutefois dans celle de Winter un dispositif particulier qui lui donne , sous le rapport des effets produits, une supériorité marquée sur les autres machines électriques analogues.]

• Machine électrique de Ramsdem.

[294b. Machines électriques par influence .— Ce genre de machines a été imaginé en 1865, d'abord par M. Tœpler, professeur à Riga, et presque à la même époque par M. Holtz, de Berlin. Celle de Holtz plus simple, est devenue le type d'une foule d'autres machines, fondées sur le même principe, et qui n'en diffèrent pas essentiellement (machines de Bertsch, de Pisch etc.).

La machine de Holtz se compose d'un plateau de verre VV (Fig. 298), pouvant recevoir un mouvement rapide de rotation à l'aide d'un système de deux poulies R et R', reliées par une corde sans fin; la plus petite de ces poulies R'

DE L'ÉllECTRICITÉ

est moulée sur L'arbre qui porte le plateau mobile, ol elle reçoit son mouvement tle la poulie R qu'on fait tourner à la main à l'aide de la manivelle B; grâce à cette disposition, le plateau tourne environ quatre fois plus vite que la main. Derrière ce premier plateau et à une très-petite distance s'en trouve un second

vantent dans l'ouverture de la fenêtre correspondante. De l'autre côté du plateau mobile et en regard des armatures P et P', sont disposés deux peignes métalliques I, I' armés de dents fines et nombreuses; ces peignes font suite à deux conducteurs dont les extrémités sont traversées par deux tiges mobiles que terminent les boutons G et C susceptibles d'être rapprochés ou éloignés. Deux montants en caoutchouc durci soutiennent l'axe de rotation du plateau mobile.

Pour faire marcher la machine de Holtz, il faut d'abord Y amorcer : à cet effet, on applique contre une des armatures une lame de caoutchouc durci, frottée préalablement avec une peau de chat, et, après avoir rapproché au contact les deux boutons C, G', on imprime au disque mobile un mouvement de rotation de sens contraire à la direction des languettes de papier p etp' . Sitôt qu'on voit apparaître des aigrettes lumineuses sur les dents des peignes, et qu'on entend une sorte de bruissement indiquant l'écoulement de l'électricité , la machine est amorcée : on peut alors séparer les deux boutons G et C', et on voit jaillir entre eux une série indéfinie d'étincelles électriques, aussi longtemps qu'on fait tourner le plateau mobile. Un autre signe indique encore que la machine donne de l'électricité : c'est l'effort plus considérable qu'on est obligé de faire pour entretenir la rotation du plateau; car ici nous trouvons une nouvelle application du principe de la conservation de la force : la production de l'électricité aux dépens de la force musculaire.

Voici la théorie de la machine de Holtz, telle que l'a donnée M, Riess ; l'ar-

Fig. 298. — Machine électrique de Holtz.

fixe V'V, maintenu en place par quatre traverses de verre A, A, A , A, et percé au centre d'une ouverture circulaire suffisante pour laisser passer l'arbre qui porte le plateau mobile.

Dans le plateau fixe sont pratiquées deux fenêtres 0, 0' diamétralement opposées. Le long des bords de chacune d'elles est collée une bande de papier fort P et P', formant ce que l'on nomme les armatures, et portant une ou plusieurs pointes ou /" 1 1 guettes p, p' qui s'a-

mature P étant électrisée négativement parle contact de la lame de caoutchouc, agi! par influence sur le peigne t, attire son fluide positif sur le disque mobile, et repousse le fluide négatif dans l'autre peigne I', d'où il s'écoule au niveau de I" sur le plateau mobile. Par l'effet de la rotation, le môme phénomène se renouvelle successivement pour chacun des points du plateau mobile, de sorte que toute la moitié supérieure de ce dernier se trouve chargée d'électricité positive et l'inférieure d'électricité négative. De plus, en arrivant près des fenêtres, l'électricité du plateau mobile agit sur les pointes des armatures, attire à elle le fluide de nom contraire et repousse le fluide de môme nom; la charge des armatures augmente ainsi indéfiniment, autant du moins que lepermettenl les conditions isolantes de la machine;. Les armatures sont séparées du disque mobile par l'épaisseur du plateau fixe, afin que l'influence du premier sur les pointes soit très-énergique à travers les fenêtres, et le soit moins sur les armatures elles-mêmes. Si, en effet, les armatures étaient soumises à la même action inductrice que les pointes, il y aurait deux actions inverses qui se détruiraient; c'est ce qui arrive quand on place les armatures du côté du plateau mobile, au lieu de les mettre en dehors. — Une fois la machine amorcée, on peut séparer les tiges en communication avec les peignes : les étincelles qui éclatent entre les deux boutons C et C maintiennent la continuité du circuit et ne cessent de se produire que lorsqu'on écarte les tiges au delà d'une certaine limite ; si on ne les remet pas alors immédiatement en contact , on est obligé d'amorcer de nouveau. La machine de Holtz n'a d'autre défaut que d'être trop sensible à l'humidité.]

294e. Électrophore. — Cet appareil est aussi fondé sur le développement de l'électricité par influence. Dans un moule de métal ayant la forme d'un plat A (Fig. 299), on coule de la résine fondue qui , par le refroidissement, donne un

gâteau H H. Après avoir électrisé ce gâteau de résine, en en frottant la surface à l'aide d'une queue de renard , on pose au- dessus un plateau métallique P muni d'un manche isolant S : l'électricité négative qui occupe la couche supérieure de la résine , agit par influence sur le plateau, attire à la face inférieure le fluide positif et repousse à la face supérieure le fluide négatif. Si,

Fig. 299. - Electrophore. aPrè'S aV°ir loUché Un instant le

Fig. 300. Coupe verticale du plateau p et au gâteau de plateau avec le doigt afin de faire résine r, destinée à montrer la distribution de i'éieotri- écouler l'électricité négative dans le

cite dans l'appareil. ,

sol, on 1 enlevé de dessus le gâteau de résine en le tenant par. le manche isolant, il reste chargé d'électricité positive.

Dans le gâteau de résine même, il se fait par influence une séparation des deux fluides. L'électricité négative développée à la face supérieure y reste, tandis que l'électricité positive est repoussée vers la face inférieure (Fig. 300), el

Fig. 300-

comme la résine est un très-mauvais conducteur de l'électricité, cette séparation des deux fluides subsiste fort longtemps. Aussi l'électrophorc reste-t-il électrisé souvent pendant plusieurs mois.

294J. Électricité dissimulée. Condensateur. — Nous avons vu plus haut que la charge du conducteur d'une machine électrique atteint une limite qu'elle ne peut dépasser. La môme chose a lieu dans l'électrophore et dans tous les appareils qui servent à fournir de l'électricité. Il n'est pas possible de communiquer directement à un conducteur métallique une tension électrique supérieure à celle de la source. Cependant on arrive à condenser l'électricité sur un corps, en mettant à profit la décomposition par influence , et en faisant passer à l'état dissimulé l'électricité au fur et à mesure de sa production .

Le condensateur permet d'obtenir ce résultat. Cet appareil consiste essentiellement en deux plateaux de métal séparés par un milieu isolant, tel qu'une lame de verre, une couche de vernis ou même une lame d'air sec; ces plateaux portés tous les deux par des pieds isolants, peuvent être mis en communication,

l'un avec le sol , l'autre avec la source d'électricité. Soient A B et A' B' (Fig. 301) deux plateaux métalliques recouverts sur les faces qui se regardent, d'une couche de vernis à la gomme-laque ou au collodion. L'un d'eux, A B par exemple, porte le nom de collecteur; l'autre s'appelle le plateau condensateur. Je suppose qu'on communique au premier une certaine quantité d'électricité, en le touchant avec un corps électrisé, puis qu'on rapproche L'électricité répandue sur le collecteur décomponeutre du plateau condensateur , attirera sur la

Fig. 301. — Condensateur électrique.

les deux plateaux au contact, sera par influence le fluide face vernie l'électricité de nom contraire, la négative par exemple, et repoussera sur la face opposée l'électricité de même nom, c'est-à-dire la positive. Cette dernière s'écoulera dans le sol, si on fait communiquer le condensateur avec la terre. Mais alors l'électricité négative du plateau A' B' agit à son tour sur la positive du plateau AB, l'attire vers la face vernie, l'y retient et en dissimule la présence, sauf une très-faible portion qui reste libre. Dès lors le collecteur, mis en rapport avec la source électrique , est derechef en état de recevoir une nouvelle dose d'électricité, qui , opérant la même décomposition que la première fois, augmente les quantités de fluide accumulé sur chacun des plateaux ; en continuant de cette manière on arrive à charger l'appareil jusqu'à ce que la tension de l'électricité restée libre sur le collecteur soit égale à celle de la source électrique.

294e. Électromètre condensateur. — En adaptant un condensateur à l'électroscope, on transforme ce dernier en électromètre condensateur. Il suffit, dans ce but, de substituer au bouton qui termine l'électroscope de la Fig. 293 un plateau condensateur, sur lequel on pose le plateau collecteur. L'appareil prend

alors la disposition représentée clans la Fig. 302; Il n'est pas inutile de l'aire remarquer que l'élcctromètre condensateur se charge évidemment d'électricité de nom contraire à celle qui est communiquée au plateau collecteur.

294r. Bouteille de Leyde. — La bouteille de Leyde, dont on doit lu découverte à Cunéus, n'est autre chose qu'un condensateur d'une forme particulière. Elle consiste en un llacon de verre recouvert dans les trois quarts de sa hauteur, à partir du bas, par une feuille d'étain, qui forme, ce qu'on appelle Y armature extérieure; une couche de vernis à la cire d'Espagne est déposée sur le reste de la surface extérieure. L'intérieur de la bouteille renferme des feuilles de clinquant découpées en lanière, au milieu desquelles plonge une tige métallique fixée au goulot par un bouchon; cette tige se continue à l'extérieur avec une partie recourbée Éieotromètro condensateur en forme d'S, et se termine par une boule; l'ensemble

de ces parties métalliques constitue Y armature intérieure. Pour charger la bouteille de Leyde, on met la boule qui termine la tige métallique en contact avec le conducteur d'une machine électrique pendant que la feuille d'étain extérieure communique avec le sol par l'intermédiaire d'une chaîne métallique ou de la main de l'expérimentateur. L'armature intérieure remplit l'office de collecteur, et l'armature extérieure sert de condensateur.

294s. Batterie électrique. — La quantité d'électricité qu'on peut accumuler dans une bouteille de Leyde augmente avec la surface des armatures. Aussi, pour obtenir des effets très-énergiques, Franklin a-t-il imaginé de réunir un certain nombre de bouteilles de Leyde, de manière à former un condensateur à très-grande surface. On emploie dans ce but de vastes bouteilles ayant la forme de bocaux et appelées jarres; l'armature intérieure en est constituée comme l'extérieure par une feuille d'étain collée à la surface du verre et communiquant, avec la tige métallique par l'intermédiaire d'une chaîne. On réunit ensemble toutes les armatures intérieures par l'intermédiaire de tiges métalliques; les armatures extérieures sont de même toutes reliées au sol. Une semblable association de bouteilles de Leyde constitue ce qu'on appelle une batterie électrique. L'appareil se charge comme une simple bouteille de Leyde.

295. Électricité produite par le contact de métaux hétérogènes. Force électromotrice. — Considérons deux disques métalliques à surface parfaitement polie et montés sur des pieds isolants, comme les plateaux du condensateur (cf. § 294d). Supposons, en outre, que ces disques soient formés de métaux différents, et mettons -les en contact l'un avec l'autre, puis séparons-les rapidement: nous pourrons alors constater que chacun de ces disques est électrisé, mais que leurs électricités sont de nom contraire. Si, par exemple, l'un des disques est en cuivre et l'autre en zinc, le cuivre prendra l'électricité négative et le zinc la po-

de l'électricité

sitive. Comme les quantités d'électricité qui se développent dans ces circonstances sont excessivement faibles , il est nécessaire , pour en constater la présence, de recourir à l'emploi de l'électromètre condensateur (voy. § 294e), et afin d'éviter toute cause d'erreur, il faut que le plateau collecteur du condensateur soit du même métal que le disque avec lequel on le touche; car sans cette précaution on aurait dans ce contact une nouvelle source d'électricité qui , suivant les cas, renforcerait ou neutraliserait celle dont on recherche la présence .

Tant que les disques se touchent, ils ne manifestent aucune trace d'électricité; cette dernière n'apparaît qu'au moment même ou l'on opère la séparation des deux métaux. Use passe ici un phénomène semblable à celui qu'on observe dans le condensateur sur les plateaux duquel on ne peut constater la présence de l'électricité qu'après les avoir éloignés l'un de l'autre. La distribution des fluides électriques dans- deux métaux hétérogènes qui se touchent, s'opère donc de la même manière que dans le condensateur : les électricités se portent sur les faces en contact, la positive sur le zinc, la négative sur le cuivre, et elles s'y dissimulent mutuellement ; puis , quand on sépare les deux métaux , l'électricité négative se répand également sur toute la surface du cuivre, et la positive sur toute la surface, du zinc. La quantité d'électricité qui se développe sur chaque métal ne dépend pas de la durée du contact; c'est ce dont on peut s'assurer à l'aide de l'électroscope : la divergence des feuilles d'or de ce dernier est tout aussi grande après un contact momentané des deux disques qu'après un contact prolongé.

295a. Liste des métaux rangés dans l'ordre de leur pouvoir électro-moteur. — En

dressant la liste des métaux et de quelques autres corps comme le charbon, le peroxyde de manganèse, qui sont doués de pouvoir électro-moteur, on remarque qu'on peut les ranger dans un ordre tel que chacun des corps inscrits dans la liste prenne l'électricité positive quand il est mis en contact avec l'une des substances qui le suivent, et l'électricité négative avec celles qui le précèdent ; en outre, la quantité de fluides positif et négatif développée, c'est-à-dire la force électro-motrice, est d'autant plus grande que les corps considérés occupent des rangs plus éloignés l'un de l'autre dans la série. Volta a déjà dressé la liste suivante, dans laquelle la substance la plus électro-positive est placée en tête, tandis que la plus électro-négative occupe le dernier rang :

Zinc, plomb, étain,fer, cuivre, argent, or, charbon, peroxyde de manganèse.

Les recherches ultérieures des successeurs de Volta n'ont apporté que des changements de peu d'importance dans la liste précédente.

296. Théorie du contact. Force électro-motrice. •— On peut expliquer la production d'électricité clans les circonstances indiquées ci:dessus, eu admettant que les différents métaux possèdent des affinités inégales pour chacun des fluides électriques. Dans les conditions ordinaires, chaque métal contient les deux fluides en quantités égales, et ceux-ci se neutralisent mutuellement; mais sitôt que le contact est étahli entre deux métaux hétérogènes, l'inégalité de leurs affinités électriques peut se manifester. Si, par exemple, le cuivre a plus d'affinité que le zinc pour le fluide négatif et, au contraire, une affinité moins grande pour le fluide positif, ces deux métaux venant à se toucher, le

ÉJLEUTRXOITÉ SXÀTJQUE, SOURCES U'ÉLECTHIGITÉ. 55U

premier se chargera d'électricité négative, et le second d'électricité positive; d'ailleurs, comme les fluides de nom contraire s'attirent, ils s'accumulent respectivemenl sur les faces métalliques qui so touchent ot y restent h l'état dissimule aussi longtemps que, cime le contact, sans toutefois pouvoir so recomposer pour former du fluide neutre, puisqu'ils sont maintenus séparés par l'affinité élective de chacun d'eux pour un métal différent.

Il suit do là quo le contact dos mêmes métaux développe toujours la môme quantité d'électricité; car si la production augmentait, la tendance des deux fluides h la recomposition l'emporterait sur la force qui les a séparés; si, au contraire, la quantité d'électricité diminuait, cette même force agirait jusqu'à ce que l'équilibre primitif soit rétabli. On appcllo force électro-motrice colle qui prend ainsi naissance au contact do deux métaux différents, et qui détermine la séparation des fluides électriques. La genèse même de la force électro-motrice indique que l'intensité de cette force dépend uniquement de la nature des métaux en présence , et nullement de la durée du contact ni de l'étendue des surfaces qui so touchent. Car, au moment où le contact a lieu, les attractions des métaux pour chaque fluide électrique doivent faire équilibre à la tendance des deux fluides h la recomposition; il faut, on outre, que cet équilibre soit le même en chaque point des surfaces qui se touchent.

297. Électricité développée par le contact d'un métal avec un liquide. — Nous avons vu, § 295, que le contact de deux métaux engendre de l'électricité; le môme phénomène se produit au contact d'un métal avec un liquide. Plongés dans l'eau pure, dans la plupart des acides dilués , ainsi que dans les dissolutions alcalines, les métaux prennent l'électricité négative , tandis que le liquide se charge d'électricité positive. Dans ce cas aussi, les fluides libres s'accumulent de chaque côté de la surface de contact entre le métal' et le liquide, et c'est seulement après la séparation de ces deux corps que l'électricité négative se répand dans toute l'étendue du métal, que la positive se dissémine dans toute la masse du liquide, et que l'une et l'autre peuvent être décelées au moyen de l'électroscope.

Les divers métaux mis en contact avec un même liquide possèdent des forces électro-motrices très -différentes. D'après M. Poggendorff, les principaux métaux mis en rapport avec une dissolution étendue d'acide sulfurique se rangent dans l'ordre suivant relativement à la tension électrique qu'ils sont en étal de développer :

Zinc, étain , plomb , fer, cuivre, argent, or, platine , charbon.

Le métal placé en tête de la liste est celui qui se charge le plus d'électricité négative; les corps suivants sont de moins en moins électro- négatifs. D'autres expérimentateurs auraient même trouvé que les trois derniers corps , or, platine, charbon, s'électrisenf positivement, tandis que la dissolution d'acide sulfurique prend l'électricité négative.

Si l'on compare l'ordre de tension des métaux relativement à la dissolution d'acide sulfurique arec leur ordre de tension quand ils sont mis on contact les uns avec les autres (cf. § 295a), on constate immédiatement des différences. On voit, en outre, qu'il n'est pas possible de réunir dans une même série les liquides et les métaux. En effet, le zinc plongé dans les liquides se charge d'électricité négative, tandis que, mis en contact avec d'autres métaux, il est le corps le plus électro-positif; il s'ensuivrait donc que les liquides seraient plus électro-positifs que le zinc; par conséquent tous les métaux immergés dans des liquides devraient prendre encore plus de fluide négatif quo le zinc.

DE L'ÉLECTBICITÉ.

Or c'est précisément l'inverse qui a lieu, ainsi que le montre la liste donnée plus haut. Chaque liquido forme avec les différents métaux et les corps analogues une série à part qui ne peut être comparée ni avec la série des métaux entre eux, ni avec celle des mômes corps relativement à un autre liquido. Nous verrons plus tard ( chap. 1VJ qu'à ces différences do propriétés correspondent des différences dans la facilité avec laquelle, les corps conduisent l'électricité; c'est même en raison de ces faits qu'on désigne sous le nom de conducteurs de première classe tous les corps qui peuvent être rangés dans la série do tension des métaux, et qu'on appelle conducteurs de seconde classe chacun des corps qui forment avec les métaux des séries particulières.

298. Cas de deux métaux hétérogènes en contact avec un seul liquide. — Pour mettre deux métaux différents en contact avec un même liquide conducteur, il suffit d'interposer entre les deux plaques métalliques une rondelle de drap imbibé du liquide conducteur, ou, plus simplement encore, de verser le liquide dans un vase et d'y faire plonger les plaques métalliques : telle est la disposition représentée dans la Fig. 303, où nous voyons de l'eau acidulée L interposée oui ic une lame de zinc Z et une lame de cuivre C. On constate, à l'aide de l'électroscope , que dans ces conditions le zinc se charge toujours d'électricité négative, et le cuivre d'électricité positive. D'une manière générale, quand deux métaux sont réunis par l'intermédiaire d'un liquide conducteur, chacun d'eux prend une autre espèce d'électricité.

Fig. 303. Dans la théorie du contact, ce fait peut s'expliquer de la manière

Couple voltaïque. suivante: au contact de l'eau acidulée, le cuivre comme le zinc se chargent d'électricité négative, et le liquide d'électricité positive. Mais, tandis que la force électro-motrice qui s'exerce entre le zinc et l'eau acidulée, développe une quantité d'électricité représentée, par exemple, par — 10 pour le métal et par -+- 10 pour le liquide, le contact du cuivre avec l'eau acidulée ne met en liberté que — 5 d'électricité qui se portent sur le cuivre, et -+- 5 qui restent dans le liquide. Or les -+- 10 d'électricité engendrés par la présence du zinc se répandent à la fois dans le liquide et sur le cuivre; de même les + 5 dus au contact du cuivre se distribuent aussi bien sur le cuivre que dans le liquide. Donc, en définitive, nous aurons sur la lame de zinc une quantité d'électricité égale à — 10-1-5 ou — 5, c'est-à-dire du fluide négatif, sur la lame de cuivre une quantité — 5 -t- 10 ou •+■ 5, c'est-à-dire du fluide positif; quant à l'eau acidulée, elle renfermera -4- 10 + 5 ou 15 parties d'électricité positive.

299. Courant électrique. — Quand deux métaux sont mis en contact immédiat, sans interposition d'un liquide conducteur, nous avons vu, en parlant du condensateur, qu'on ne peut constater la présence des électricités libres qu'après avoir séparé les plaques métalliques , attendu que, pendant toute la durée du contact , les fluides de nom contraire se retiennent mutuellement par influence. Il n'en est plus de même, du moment qu'on plonge les métaux dans un liquide conducteur : dans ce cas, l'électricité qui se développe à la surface de séparation du liquide et de l'un des métaux se répand dans tout le liquide et aussi sur l'autre métal. Si donc on réunit les deux métaux C et Z (Fig. 303) par un fil métallique E, de manière à fermer le circuit, les deux lluides électriques iront à travers ce fil à la rencontre l'un de l'autre pour se recomposer et reconstituer du fluide neutre. Un courant d'électricité positive parcourra

ainsi le fil conjonctif, en allant du cuivre au zinc , pendant que l'électricité négative marchera en sens inverse, du zinc au cuivre.

Or, au fur et à mesure que cette recomposition des fluides de nom contraire s'effectue, de nouvelles quantités d'électricité deviennent libres , puisque la force électro-motrice agit d'une manière continue pour maintenir entre le liquide et chacun des métaux une différence de tension électrique de grandeur constante. Il en résulte que le fil conjonctif E est parcouru par un courant non interrompu de fluide positif qui va du cuivre au zinc, et par un courant de. fluide négatif qui marche du zinc vers le cuivre. On a l'habitude de désigner la direction du courant électrique par le sens du courant positif; on dit, en conséquence que le courant va du cuivre au zinc en passant par le fil conjonctif; et du zinc au cuivre clans l'intérieur du liquide. [Les partisans de la théorie des deux fluides se trouvent ainsi amenés à se débarrasser de l'un des courants, en le passant sous silence. La théorie de Franklin n'a pas besoin de recourir à cet artifice, puisqu'elle n'admet qu'un seul fluide, d'où résulte un courant unique.]

Ce qui précède nous montre que le sens du courant dépend à la fois de la nature du liquide et de celle des métaux qui y sont plongés, qu'en outre l'électricité développée au contact de l'un des métaux se propage uniformément dans le liquide en passant d'une couche à la suivante. Nous verrons plus loin que cette transmission de l'électricité s'accompagne toujours d'une action chimique. Aussi un grand nombre de physiciens, [en France surtout, se rangeant à l'opinion de M. de la Rive,] ont-ils considéré l'action chimique comme la source de l'électricité qui prend naissance au contact des métaux avec les liquides , et qui se renouvelle constamment dès que le circuit est fermé par l'intermédiaire d'un fil conducteur. [Ce qu'il y a de certain, c'est que, pour obtenir un couple voltaïque capable de produire un courant électrique , il faut toujours que le liquide attaque au moins l'un des métaux , et le métal le plus attaqué prend l'électricité négative, tandis que l'autre recueille l'électricité positive. Si l'action chimique est la même sur les deux métaux, ou si aucun d'eux n'est attaqué, on ne constate aucun dégagement d'électricité. Ce fait milite en faveur de la théorie chimique, et tend à faire rejeter la théorie du contact, en ce qui concerne l'origine de l'électricité dans le couple voltaïque.]

299a. Pile voltaïque. — En disposant les uns à la suite des autres un certain nombre de couples voltaïques semblables à celui de la Fig. 303 , et en réunissant chaque fois le O +10 +10 +20 +20 +30 p

cuivre d'un couple avec le zinc du couple suivant, on r forme ce qu'on appelle une pile. La Fig. 304 représente une disposition de ce genre. Considérons d'abord les

trois couples V, V, T 3 v„ '

"V", et supposons Fig. soi.

WUNDT, Physique médicale. 33

Tlicîorlo do lu pile.

que le zinc Z du premier élément V communique avec le sol. La force électromotrice agissant au contact de Z avec le liquide, développera entre ces deux corps une différence de tension électrique égale à 10, et comme l'électricité négative qui se porte sur le zinc s'écoule à mesure de sa production dans le sol, il en résultera que le liquide prendra une charge 4-10; cette électricité se transmettera au cuivre C, et de là au second zinc Z'; au contact de Z' avec le liquide du second couple, la force électro-motrice maintiendra de môme une différence de tension égale à 10, et comme le zinc Z' possède +10, le liquide prendra une charge +20, qui se portera sur le cuivre C, et ainsi de suite; le cuivre C" du troisième couple aura donc une tension + 30. On voit qu'en augmentant le nombre des couples, on accroît dans le même rapport la tension électrique à l'extrémité isolée.

Considérons maintenant les trois couples V0 , V, , Vâ , et mettons le cuivre C0 du premier en communication avec le sol ; en répétant ici le même raisonnement que ci-dessus, nous verrions que le zinc Z „ du dernier élément est chargé d'électricité négative, et qu'il possède une tension — 30.

Si, au lieu de mettré en communication avec le sol l'une des extrémités de chacune des séries de couples V, V, V" et V„, V4, V2, on réunit ces extrémités par un fil conjonctif P'N', l'équilibre du système n'est pas modifié, puisque les lames Z et C0 sont toutes deux à l'état neutre. On a alors une pile isolée, dont les extrémités nommées pôles, sont chargées, l'une C" d'électricité positive de tension +30, et l'autre Za d'électricité négative — 30. La charge à chaque pôle est donc moitié de ce qu'elle serait si l'une des extrémités communiquait avec le sol ; car nous avons dans ce cas six couples, qui donneraient une tension égale à + 60 si l'un des pôles était en rapport avec le sol. [Nous avons supposé dans ce qui précède que le contact du cuivre avec le liquide ne développait pas d'électricité; cette hypothèse nous était permise, puisque le cuivre n'est pas attaqué par l'eau acidulée dans la pile. Du reste, quel que soit le point où se développe la force électro-motrice, que ce soit au contact du liquide avec les deux métaux , ou avec un seul , ou même au contact des métaux entre eux, les tensions positive et négative des deux pôles croissent proportionnellement au nombre des couples qui composent la pile.]

En résumé, on voit que la pile nous permet d'obtenir des courants continus d'électricité et d'accroître à volonté, en augmentant le nombre des couples, la tension 'de l'électricité ainsi xnise en mouvement. Nous ferons connaître les principales formes données à la pile quand nous traiterons de l'électricité dynamique (chap. III).

299b. Théorie chimique de la pile. — Volta et ses successeurs admettaient que le développement de l'électricité dans la pile était dû au contact des métaux hétérogènes, et que le rôle du liquide se bornait h conduire l'électricité; la théorie du contact se trouvait ainsi appliquée à la pile. Une opinion tout opposée a prévalu depuis les travaux de M. De la Rive, opinion d'après laquelle l'électricité ne se développe, en général, qu'au contact des métaux avec des liquides ou même des gaz. Comme, d'ailleurs , le passage du courant électrique à travers un liquide s'accompagne toujours de décompositions chimiques , on

en a conclu que ['électricité de la pile ne peut être produite que par une action chimique : telle est la proposition fondamentale qui sert de buse à la théorie chimique.

L'ancienne théorie du contact, qui attribuait le développement de l'électricité dans ta pile au simple contact des métaux, était eu opposition avec ce principe définitivement acquis à la science qu'aucune force ne se crée dans la nature ; elle ne pouvait donc pas se soutenir. Mais on est allé trop loin en voulant expliquer aussi par la théorie chimique les phénomènes électriques observés lors du contact de deux métaux, et en supposant que dans ce cas la production d'électricité libre avait sa source dans la présence d'une couche d'humidité condensée à la surface des métaux. On peut admettre ici la théorie du contact, sans se trouver en contradiction avec le principe de la conservation de la force, et attribuer, comme nous l'avons fait plus haut, la décomposition du fluide aux affinités différentes des métaux pour les fluides électriques; car le contact de conducteurs de première classe, tels que les métaux, ne donne jamais de courants continus. L'affinité élective de chaque métal pour l'un des fluides est une force de tension d'une grandeur déterminée , qu'on est toujours obligé de mettre en liberté , soit par le travail mécanique nécessaire pour amener les métaux au contact et pour les séparer ensuite , soit par une action chimique permanente, soit enfin, comme nous le verrons § 302, par l'application de la chaleur.

300. Électricité produite par le contact des métaux et des gaz. — Le contact des métaux avec les gaz est aussi une source assez puissante d'électricité. Si l'on introduit deux lames de platine dans deux tubes communiquants fermés par le haut et renfermant de l'eau acidulée ; si, en outre, on fait passer dans l'un des tubes du gaz oxygène, dans l'autre du gaz hydrogène, un courant électrique prend naissance dès qu'on relie les deux lames de platine par un fil métallique. Le courant va à travers le fil conjonctif de la lame qui plonge dans l'oxygène à celle qui plonge dans l'hydrogène, et en sens inverse dans l'intérieur du liquide. Le courant ainsi engendré ne tarde pas à s'arrêter, car il décompose l'eau, en transporte l'hydrogène sur la lame qui plonge dans l'oxygène, l'oxygène sur l'autre lame; les deux gaz mis ainsi en présence se recombinent pour former de l'eau. Toutefois, si l'on a soin de déposer sur les lames de platine une couche de noir de platine, qui a la propriété d'absorber une grande quantité de gaz , on peut obtenir des courants constants et durables. Grove a construit avec de tels couples à gaz des piles très-puissantes. Nous reviendrons sur la production de l'électricité par le contact des métaux et des gaz, à l'occasion de la polarisation galvanique (cf. § 327).

301. Électricité développée par le contact des liquides de nature différente. —

Le contact de deux liquides différents produit aussi de l'électricité en petite quantité. C'est ainsi que M. Becquerel a construit une pile qu'il nomme chaîne simple à oxygène, et qui est formée par un liquide acide et par un liquide alcalin pouvant communiquer entre eux à travers une cloison en argile poreuse ; une lame de platine plonge dans chaque liquide, et quand on réunit les deux

DE L'ÉLECTRICITÉ

lames par un fil conjonctif, on constate le passage d'un courant qui va de L'acide à L'alcali à travers le fil conjonctif. Les courants électriques qui prennent naissance au contact des métaux avec des gaz ou des liquides entre eux n'ont guère d'importance que parce qu'on les observe comme effets secondaires des courants produits par l'action chimique des liquides sur les métaux, mais on ne s'en sert presque jamais comme source d'électricité.

302. Courants thermo-électriques. — En chauffant les surfaces de contact de deux métaux différents, on obtient des effets électriques semblables à ceux que produit le couple voltaïque. Pour rendre plus intime le contact des métaux, on les soude l'un à l'autre par leurs extrémités , de manière à fermer le circuit , comme le représente la Fig. 305, où. l'on voit un barreau de bismuth B, dont

les extrémités sont soudées à celles d'un barreau de cuivre G.

Quand on chauffe l'une des soudures, celle de droite par exemple, le circuit est parcouru par un courant électrique, qui va, comme l'indique la flèche, du bismuth au cuivre en passant par la soudure chaude ; si j au lieu de chauffer la soudure de droite, on refroidit celle de gauche, l'effet produit reste le même. Mais, quand c'est la soudure de droite qui est refroidie ou celle de gauche qui est échauffée , le courant s'établit en sens inverse. Une aiguille aimantée, placée dans l'intérieur du circuit , indique par sa déviation le passage et le sens du courant.

On appelle courants thermo- électriques ceux qui prennent naissance dans les circonstances que nous venons d'indiquer, et couple thermo -électrique le système de deux métaux soudés et disposés de manière à produire de l'électricité par l'application de la chaleur à l'une des soudures. L'intensité du courant augmente, toutes choses égales d'ailleurs, avec la différence de température des deux soudures.

Par analogie avec ce qui a lieu dans le couple voltaïque , on admet que le métal vers lequel se dirige le courant, en partant de la soudure chauffée, prend l'électricité positive; dans le cas que représente la Fig. 305, c'est le cuivre C qui prend le fluide positif, lorsqu'on chauffe la soudure de droite. En «essayant successivement les différents métaux deux par deux, on a pu les ranger dans un ordre tel que chacun d'eux reçoit, près de la soudure chaude, le fluide négatif avec ceux qui le suivent et le fluide positif avec ceux qui le précèdent; on a ainsi , d'après Seebeck , la série :

Bismuth, plomb, étain, platine, or, argent, zinc, fer, antimoine.

Fig. 305. — Appareil pour démontrer la production de l'électricité par la chaleur.