CHAPITRE IV

EFFET? DE L'ÉLECTRICITÉ DYNAMIQUE

321. Effets du courant de décharge. — La recomposition brusque des deux électricités s'accompagne de phénomènes lumineux , calorifiques, mécaniques et physiologiques.

[Nous ferons remarquer à celte occasion que, d'après les curieuses expériences de M. Gassiot et de M. Hittorff, l'électricité ne traverse pas le vide absolu , et que la présence d'un milieu pondérable semble nécessaire à la propagation de cet agent.]

Suivant la nature des métaux entre lesquels jaillit l'étincelle , celle-ci présente une couleur différente; M. Kirchhofif a montré que le spectre de la lumière de l'étincelle est identique à celui de la vapeur des métaux en présence (voy. §470).

WUNDT, Physique médicale, 39

de l'électricité.

Le développement de chaleur produit par le courant de décharge est capable d'enflammer les corps facilement combustibles. La foudre nous offre un exemple de cet effet sur une grande échelle. Quand on réunit par un fil métallique deux conducteurs chargés d'électricités de nom contraire, ce fil s'échauffe, et si la tension électrique est très-grande, il fond et devient incandescent.

D'après les recherches de M. Riess, Y élévation de température dans l'arc conjonctif est directement ■proportionnelle au carré de la quantité d'électricité contenue dans le condensateur et en raison inverse de la surface de ce dernier. Si l'on opère comparativement à la fois sur différents arcs conjonctifs, on trouve que leur échauffement est proportionnel à la grandeur de leur section , en raison inverse de leur longueur, et qu'il dépend , en outre , d'une constante qui mesure le pouvoir conducteur du métal employé.

Les effets mécaniques du courant de décharge se font remarquer en premier lieu sur l'air qui entoure le conducteur électrisé. Si le conducteur se termine en pointe, l'écoulement de l'électricité s'accompagne d'un courant continu d'air; les particules gazeuses en contact avec la pointe se chargent" d'électricité et sont ensuite repoussées. Quand la décharge est brusque, l'air éprouve une commotion violente qui produit un bruit plus ou moins intense. Sous l'influence de cet ébranlement, les corps légers sont projetés de côté et d'autre; les solides non conducteurs, placés sur le trajet du courant, sont transpercés ou brisés. Si la tension électrique est assez énergique pour déterminer la fusion du conducteur traversé par l'électricité, les parties fondues incandescentes sont lancées au loin avec une grande force.

[Quant aux effets physiologiques qu'on observe dans les parties vivantes placées sur le passage du courant de décharge , ils consistent en contractions violentes des muscles et en sensations douloureuses.]

322. Production de chaleur par le passage du courant galvanique. Lois de Joule.

— Le passage du courant voltaïque dans un circuit métallique de petite section produit un dégagement de chaleur. L' échauffement du fil suit une loi semblable à celle que nous avons donnée plus haut relativement au courant de décharge. D'après les expériences de M. Joule, lorsqu'un courant traverse un fil métallique homogène, la quantité de chaleur dégagée dans l'unité de temps est proportionnelle : 1° à la résistance que ce fil oppose au passage de l'électricité; 2° au carré de V intensité du courant. Si donc on désigne par c la quantité de chaleur développée pendant l'unité de temps dans un fil métallique dont la résistance est égale à l'unité par un courant d'une intensité 1 , la chaleur C dégagée en un temps t par un courant d'intensité I , dans un circuit de résistance R, sera donnée par l'équation suivante :

En remplaçant R par sa valeur tirée de la formule d'Ohm , il vient :

C = clE«. . ; . (2)

De là nous concluons que la quantité de chaleur dégagée dans un temps donné est proportionnelle au produit de la force électro-motrice par l'inteni sité du courant.

EFFETS DE L'ÉLECTRICITÉ DYNAMIQUE

On peut facilement vérifier cette loi en faisant passer le courant d'une pile constante à travers un fil métallique entouré «l'un liquide mauvais conducteur (eau distillée, alcool), et eu mesurant avec les précautions nécessaires l'élévation de température survenue clans le liquide.

En appelant l et s la longueur et la section du fil, k son pouvoir conducteur spécifique, nous avons, en vertu du § 313a, pour expression de la résistance de

ce lil ~. Mettons cette valeur de R dans l'équation (1), et nous obtenons : ks \

C = clilt . . . (3)

ks s '

L'échauflement d'un conducteur de seconde classe introduit dans le circuit suit les mêmes lois. Attendu que dans ce cas le coefficient k est très-petit, il en résulte qu'en général les conducteurs de seconde classe doivent dégager plus de chaleur. Mais ici il importe de faire une distinction : il survient facilement une décomposition chimique qui masque le développement de chaleur. Si, par exemple, nous faisons passer un courant à travers de l'eau, la formation d'oxygène et d'hydrogène à l'état gazeux absorbe une certaine quantité de chaleur qui est à défalquer de la chaleur totale engendrée par le courant. Quand , au contraire, les transformations chimiques qui s'accomplissent au sein du liquide sont telles que leurs effets calorifiques se compensent exactement, la loi de Joule énoncée plus haut est directement applicable. Le cas se présente lorsqu'on prend pour liquide conducteur la solution d'un sel métallique et pour électrode un fil du même métal, par exemple des électrodes de cuivre plongés dans une solution de sulfate de cuivre ou des électrodes de zinc dans une solution de sulfate de zinc : la quantité de métal qui est alors enlevée à l'électrode par lequel le courant de fluide positif entre dans le liquide est égale à celle qui se dépose sur l'électrode par où le courant sort du liquide , et ces deux actiôns neutralisent mutuellement leurs effets thermiques.

Dans les piles qui fournissent un courant d'intensité constante et où, par conséquent, l'action chimique suit une marche uniforme, la loi de Joule relative à la production de chaleur est vraie, non-seulement pour le circuit extérieur, mais encore pour l'intérieur même de la pile. Désignons, comme précédemment, par Ri la résistance intérieure et par R0 la résistance extérieure; la chaleur dégagée dans le liquide du couple pendant un temps t est c Ri Pf; la chaleur dégagée dans le circuit extérieur a pour valeur c R0 I*f ; par conséquent, la quantité totale de chaleur est donnée par la formule :

G=c (Ri +Re) Pt.

S'il y a des dérivations dans le circuit, on n'a qu'à déterminer l'intensité du courant pour chaque portion du circuit , et on trouvera de la même manière l'a quantité de chaleur qui s'y développe.

[322a. Galvano - caustique thermique. — La propriété du courant galvanique de porter au rouge les conducteurs métalliques qu'il traverse , a été utilisée en chirurgie pour cautériser et diviser les tissus organiques. Ce mode de cautérisation est connu sous le nom de galvano-causlique tlierniique.

(j<12 DE l'électricité.

Tout, appareil destiné à la cautérisation galyano- thermique comprend deux parties essentielles : le cautère proprement dit et la source électrique.

Le cautère consiste en un fil de platine dont les extrémités sont mises en communication avec les rhéophores de la pile , de manière à fermer le circuit. On a choisi le platine, parce qu'étant un des métaux les moins bons conducteurs de l'électricité (voy. le tableau de la p. 605), il offre une plus grande résistance au passage du courant et par conséquent s'échauffe le mieux (cf. § 322) ; comme, en outre, le phtine est très-difficilement fusible, on peut le porter à l'incandescence, sans risquer de le fondre.

La communication entre le cautère et les fils de la pile a lieu par l'intermédiaire d'un manche isolant , en bois ou en ivoire (Fig. 343, 344 et 345), disposé de manière qu'on puisse fermer ou interrompre à volonté le circuit. A cet effet, le manche est traversé dans le sens de sa longuéur par deux tiges de cuivre (Fig- 344) isolées l'une de l'autre. Les deux bouts de ces tiges métalliques situés à l'une des extrémités du manche, sont mis en communication avec les fils de la pile ; les bouts opposés se terminent en tubes creux dans lesquels on engage les extrémités du cautère ; des vis de pression maintiennent la fixité des rapports. Dans l'épaisseur du manche isolant , l'une des tiges de cuivre est coupée obliquement, et l'une des portions tend naturellement à s'écarter de l'autre ; pour établir la continuité du circuit, il suffit de presser sur un bouton qui fait saillie hors du manche et qui ramène au contact les deux portions de la tige brisée.

Suivant le but qu'on se propose d'atteindre, diverses formes ont été données au cautère proprement dit, c'est-à-dire à la partie du circuit qui doit être portée à l'incandescence.

Tantôt le fil de platine est replié à angle aigu et représente ainsi une sorte de stylet (Fig. 343) qui permet de cautériser les trajets fistuleux étroits et . la cavité des dents cariées.

Tantôt le fil de platine est aplati et recourbé de manière à figurer une petite lame de couteau (Fig. 344 et, 345). On s'en sert alors pour couper par ustion, si on emploie le tranchant, ou pour cautériser de pelites surfaces, si on l'applique à plat.

Une forme extrêmement utile, toutes les fois qu'il s'agit de diviser les tissus dans une grande étendue, par exemple pour l'ablation des tumeurs, pour l'amputation des membres, est l'anse coupante.

L'indication à remplir dans ce cas consistait à obtenir un circuit cautérisant dont on pût faire varier à volonté la longueur. A cet effet, les tiges métalliques qui traversent le manche porte-cautère sont surmontées de deux prolongements en cuivre qui se fixent en D (Fig. 346) ; une lame d'ivoire , interposée entre les deux colonnes, empêche le courant de passer directement de l'une à l'autre et le force à circuler dans l'anse 13; celle-ci est formée d'nu fil de platine, mince et flexible; chacun des chefs de ce fil s'engage dans une ouverture pratiquée à l'extrémité de la colonne métallique correspondante et va s'enrouler sur un barillet d'ivoire A. Les parties du fil comprises entre l'anse B et les barillets d'ivoire, ne faisant pas partie du circuit de la pile, ne s'échauffent pas; quant à l'anse, on peut en augmenter

EFFETS DE L'ÉLECTRICITÉ DYNAMIQUE, 613

ou en réduire la longueur en enroulant plus ou moins le fil de platine sur les barillets.

Fig. 343. Fig. 344. Fig. 345. Ffg. 34G. — A. Barillets d'ivoire sur lesquels

s'enroulent les chefs terminaux du fil de pla- Manche porie-cailtèro électrique. tine, B. Anse coupftnte. - C. Coulant à Vig. 343. Profil du manche armé d'un cautère en forme l'aide duquel on ouvre ou on ferme le circuit, de pointe. — Fig. 344. Coupe longitudinale du man- — D. Insertions sur la porte-cautère ordinaire che destinée à montrer le mécanisme qui sert à fer- des colonnes métalliques qui prolongent les mer et à interrompre le circuit. — Fig. 345. Manche tiges intérieures. — E. Extrémités auxquelles armé d'un cautère en forme de couteau , représenté s'adaptent les fils de la pile. — Gr. Fil de pludo face. tine disposé en forme de cautère olivaire.

Comme sources électriques, il importe de choisir des couples à grande surface et en petit nombre , car la résistance du circuit extérieur étant relativement peu considérable, il faut diminuer autant que possible la résistance intérieure en augmentant la surface des éléments ou en associant les couples en batterie (voy. § 343b) ; de cette manière, on obtient une grande intensité de courant, et, par suite, un grand développement de chaleur. Le praticien devra, du reste, avoir présentes à l'esprit les lois relatives à réchauffement

des fils métalliques par le courant (cf. § 322), et il aura ù modifier la combinaison des couples voltaïques suivant les circonstances.

Midfleldorpf a employé dans son appareil galvano-caustique des couples

de Grove modifiés, comme le montre la Fig. 347, qui représente une coupe horizontale d'un de ces couples. Le collecteur se compose de six feuilles de platine p, p, p..., qui, réunies ensemble par un de leurs côtés longitudinaux, forment une étoile d'une grande surface.

Le cylindre de zinc Z porte sur sa face intérieure six bandes longitudinales .du même métal, qui s'élèvent normalement à la paroi interne et qui augmentent ainsi la surface de l'élément électromoteur. Le vase poreux D, rempli d'acide nitrique, est recouvert d'un obturateur en verre destiné à empêcher les vapeurs d'acide hyponitrique de se répandre dans l'air. Quand la pile n'a pas à fonctionner, on retire le vase poreux avec son contenu et son couvercle pour le mettre dans un bocal contenant de l'acide nitrique; l'appareil est ainsi toujours prêt à servir-

Fig. 347. — Couple de Grove modifié, employé dans la pile de Middeldorpf. — D. Diaphragme poreux. — p, P, P: Lames de platine. — V. Vase extérieur. — Z. Cylindre de zinc.

Fig. 348. — Pile de Greuet, au bichromate de potasse, appropriée à la galvano-caustique thermique. — A. Cautère électrique. — B. Châssis qui renferme les éléments de la pile. — C. Vase contenant une solution de bichromate de potasse. — D. Soufflet à l'aide duquel on insuffle l'air entre les éléments. -■ E. Rhéophoreg.

EFFETS DE L'.ÉLEGTRICITÉ DYNAMIQUE

Quatre couples semblables à celui que nous venons de décrire composent la pile de Middeldorpf. Un commutateur d'une construction spéciale, placé entre les quatre couples, permet de les associer, soit en série, soit en batterie, soit deux à deux.

M. Broca s'est servi de la pile da Grenet au bichromate de potasse , qui est. représentée dans la Fig. 348. Les éléments de cette pile, consistant en plaques de zinc et de charbon, sont disposés dans un châssis à rainures B, qui plonge dans un liquide contenant '100 grammes de bichromate de potasse et 100 grammes d'acide sulfurique par litre d'eau. Deux tubes, qui arrivent jusqu'au fond du châssis, amènent l'air chassé par un soufflet D; nous avons vu (§ 309(l) que cette insufflation de gaz avait pour but de détacher l'oxyde de chrome qui, déposé sur les plaques de charbon, devient une cause d'affaiblissement du courant.

La galvano-caustique thermique présente, sinon dans tous les cas, au moins dans un grand nombre , des avantages marqués sur la cautérisation par le cautère actuel ordinaire; les principaux de ces avantages consistent dans la possibilité de brûler ou de couper des parties profondes inaccessibles au cautère actuel et aux instruments tranchants , la limitation exacte des effets de l'opération, la rapidité et la facilité de la cautérisation. Employé à la place du bistouri, le cautère galvano-thermique empêche les hémorrhagies et, fait non moins important reconnu par M. Sédillot, il prévient les douleurs consécutives à l'opération.]

[Bibliographie s John Makshall, Tbe employment of the beat of electricity in pratical surgery (Medico-chirurg. Trans. London 1851, t. XXXIV, p. 221. — Leroy d'Etiolles, De la cautérisation d'avant en arrière ; de l'électricité et du cautère électrique. Paris 1853. — Middeldorpf, Die Galvanocaustik, ein Beitrag zur operativen Medicin. Breslau 1854. — ■ Le même, Lettre à la Société de chirurgie (Bulletin de la Société de chirurgie de Paris, 21 janvier 1857, t. VII, p. 280). — J. Eegnauld, Note sur un nouveau mode de cautérisation {Comptes rendus de V Académie des sciences, 18 décembre 1854, t. XXXIX, p. 11G5). — P. Broca, Bapport sur la métbode de galvano-caustique de Middeldorpf (Bull, de la Soc. de cJiir. de Paris , 5 novembre ' 1856, t. VII, p. 205). — Le même, Sur une modification de l'appareil galvano-caustique (Bulletin de V Académie de méd., 10 novembre 1857. t. XXIII, p. 75). — Cattin , De la galvano-caustie dans les opérations chirurgicales ; dissert, inaug. Paris 1858.

— Blanchet, De l'emploi du feu en chirurgie, et en particulier du cautère actuel, du cautère galvanique et du couteau galvano-caustique ; dissert, inaug. Paris 1862.

— Duplomb, De la galvano-caustique, du couteau galvano-caustique et de l'anse coupante à échelle graduée d'Eugène de Séré; dissert, inaug. Paris 1862. — ColliNj De la galvano-caustie; dissert, inaug. Strasbourg 1868. — • Oliviero, Middeldorpf's Instrumenten- Apparat zur Galvanokaustik etc. Breslau 1869. — Jaxa-Kwiatkowski ; Amputation des membres par la méthode galvano-caustique ; dissert, inaug. Strasbourg 1870.]

323. Effets lumineux dans le circuit et à l'ouverture du circuit. — Les effets lumineux produits par le courant de la pile consistent , soit dans l'incandescence permanente du fil qui réunit les deux pôles, soit dans des étincelles qui jaillissent entre deux points du circuit qu'on vient à séparer brusquement.

L'incandescence continue du fil conjonctif n'a lieu que lorsque l'intensité du courant est très-forte; c'est simplement la conséquence d'un abondant dégage-