CHAPITRE III

306. Différentes sortes de monyements de rélectricité. — Nous avons \ii. dans le cliap. V^ de ce livre, rélectricité accumulée sur un corps quelconque se mMlre en mouvement , dès qu'on en approche un conducteur : il se développe sur rt dernier, par influence, de rélectricité de nom contraire à celle du corps iuducteur, et, comme les électricités d'espèce différente s'attirent, il arrive, quand les deux corps sont assez rapprochés l'un de l'autre, que leurs électricités se portent brus(iuement à la rencontre Tune de Tautre et se recomposent p>ur former du fluide neutre. Cette recomposition instantanée des électricités «W nom contraire s'accompagne toujours d'un dégagement de lumière ci se nomme la décharge disruptive; le courant qui prend naissance dans ces conditions est appelé courant de décharge.

Le mouvement de rélectricité est autre quand il s'établit dans le iil conjonctif qui réunit deux métaux plongés dans un liquide : au fur et à mesure que h différence des tensions électriques entre les deux méLiux tend à s'ég:iliser. elV est rétablie par les forces électro-motrices qui agissent au ronticl des niétaui avec le liquide ; il se produit ainsi dans le fd conjonctif un échange continu d'électricité, qui consene la môme intensité, aussi longtemps que les fonv? électro-motrices et les conditions de conductibilité ne varient point. Ce im^i^ de mouvement de l'électricité constitue le courant voltaïque ou gaU^ativpte. Un courant de même nature s'établit dans un circuit métallique formé do pi"-

sieurs métaux soudés ensemble, et où la différence de tension électrique est entretenue par l'inégalité de température des différentes soudures.

Nous aurons donc à étudier séparément les lois du courant de décharge et celles du courant galvanique.

307. GOURANT DE DECHARGE. — La décharge diruptive de l'électricité accumulée dans un corps conducteur isolé ne consiste pas dans le simple transport du fluide sur V excitateur ; on nomme ainsi le conducteur qui sert à opérer la décharge. Il s'établit toujours un échange en quantités égales entre les électricités de nom contraire ; car tout conducteur qu'on approche d'un corps électrisé ne reste pas à l'état neutre : il se charge par influence de fluide de nom contraire à celui du corps conducteur, et la décharge aheu dès que les tensions des deux électricités sont assez grandes pour rompre la continuité de la couche d'air interposée entre les deux corps en présence.

Quand le corps électrisé est bon conducteur et qu'on met l'excitateur en communication à la fois avec le corps à décliarger et avec le sol , la décharge est complète : les deux corps rentrent à l'état neutre. Si , au contraire, les deux corps sont isolés , une partie seulement de l'éleV.tricité passe sur l'excitateur. La décharge est encore incomplète toutes les fois qu'une couche d'air plus ou moins épaisse sépare le corps électrisé de l'excitateQr. Présente-t-on , par exemple , un excitateur au conducteur d'une machine électrique qui a atteint sa charge maximum , une étincelle part entre les deux corps quand ils sont à une certaine distance l'un de l'autre; si l'on approche davantage l'excitateur, une deuxième étincelle se produit, et ainsi de suite. La décharge totale d'un corps électrisé consiste donc dans une série de décharges partielles.

307«. Distance explosive. Dorée de rétincelle. Vitesse de propagation de l'électiicité. — On appelle distance explosive celle à laquelle s'opère la première décharge partielle. D'après les recherches de M. Riess, la distance explosive est directement proportionnelle à la densité ou à la tension de Vélectricité. De là cette conséquence que toute décharge doit se composer d'une série de décharges partielles; c'est ce qu'on peut démontrer expérimentalement. Si, en effet, on présente l'excitateur Au corps électrisé , do manière que l'intervalle qui sépare ces deux corps soit juste égal à la distance explosive, il se produira une décharge partielle , qui aura pour effet de diminuer la densité de l'électricité libre; il faudra alors rapprocher davantage l'excitateur pour (ju'une nouvelle décharge se fasse , et la décharge ne pourra être complète que lorsque la distance des deux corps sera nulle.

La dvchArgo totale so composo donc d^uiic sdrio de dcdmrgcs partielles qui se snccèdent depuis le moment où rexcitatonr est assez près du corps clectrisd pour qu'une prcmil're étincelle puisse jaillir, jusqu'h Tinstant où les deux corps so touchent. Wheat- •tone a montre, en outre, que chaque décharge partielle consiste dans la succession d^un certain nombre de décharges élémentaires plus petites, de sorte que, pour une même distance explosive, il y a toujours plusieurs étincelles qui jaillissent succcssi- Tcmcnt

En vue de cette démonstration, Whcatstone a (Va])ord mesuré la vitesse de propagation de rélcctricité , c'est-à-dire la vitesse du courant de décharge ; il a employé dans ce bot

570 DE l'électiucité.

une mëthodo analogae à celle dont on B^est servi pins tard poor metorer U Tite«« de propagation de la lumière dans différents milieux , et il a trouvé que dans un û\ de cniTit ivicctricité se meut avec une ^-itSBse d'environ 460,000 kilomètres par seconde.

Avec une vitesse aussi considérable , Te'tincellc qui part entre deux conducteurs voisins de\Tait avoir une durée inappréciable , si elle ne se composait que d'une seule décharge. Or Wbeatstone, et plus tard M. Feddersen, observant Tétincelle dans un miroir tournant avec rapidité autour d*un axe parallèle à la direction de Tétîncelle, ont aperçu, au lieu d'une étroite ligne de feu, une bande lumineuse d'autant plus étalée que la vitesse de rotation était plus grande ; ils en ont conclu que Tétincelle a une donfc appréciable qu'on peut mesurer au moyen de la largeur de son image vue dans le miroir tournant; que, par conséquent, elle se compose en réalité d'une série de décharges necessives qui se produisent toutes à la même distance. Les recherches dont nous parlvss ont montré, en outre, que la durée de Tétincelle augmente avec la distance expIùsÎTe» ou, ce qui revient au même, avec la densité électrique, car ces deux quantités svnt proportionnelles l'une à l'autre ; elle croît aussi avec la grandeur de la résistance do milico interposé.

Les lois établies ci -dessus, relativement à la décharge difsruptive, ne s'appliquent, comme nous l'avons déjà dit , qu'au cas où le corps électrisé et l'excitateur Mmt ton deux conducteurs de rélectricito. Il va de soi qu'un corps isolant ne saurait servir bexcitateur, ou du moins qu'il ne déchargerait que très-incompk'tement le C(»q»s électmr. car il ne peut prendre qu'une quantité fort minime d* électricité. D'un autre cûté^sino corps isolant a été électrisé par le frottement, on peut bien, h l'aide d'un excitatoar. rn tirer quelques étincelles et le priver ainsi d'une partie de son électricité ;• mai*, il'*r* même que le corps conducteur toucherait le coqis isolant, l'électricité de ce dernier m se perdrait que très-lentement. C'est là ce qui explique un fait qu'on observe dans tow les appareils destinés à produire de réloctricité par influence, et dans lesquels lef sur faces métalliques qui remplissent le rûle de collecteur et de condensateur sont séparcrt. non point par une simple couche d'air, mtâ» par un isolateur solide, tel qu'une lame de verre : si nous établissons par exemple, une communication métallique entre le* li^M armatures d'une bouteille de Lcyde chargée, nous ne parvenons jamais à la décharpff complètement du premier coup ; il reste toujours dans la bouteille un peu d'clectriaîe libre, qui ne se perd que très-lentement. On explique ce phénomène en admettant qn'un* certaine quantité d'électricité se transporte à la surfiice de la lame istdante et y adhère plus ou moins longtemps, surtout quand la charge est forte.

[On démontre, d'ailleurs, à l'aide d'une bouteille de Leyde dont les armatures peuTinî être séparées du verre, que l'électricité se cimdense à la surface mOme de la lame i**»lante et non dans les annatures.]

301. PILES ELECTRIQUES. — Pour obtenir des courants éloclritiues contin«>,<'n se sert do la pile. [On en a imaginé un grand nombre d'es|>èces ; elle-^ m? 'iivisent en piles à courant variable et piles à courant constant. '\

à conrant Tariable. — Pile r»E Volt.v. — La forme de pile la plus ancienne est celle «le Volli ou pile à colonne. Chaque élément de cette pile :* com- [K»se d'un disque de cuivre et d'un disque de zinc entre lesquels est inter}•o^ée une rt^udelle de drap ou de feutre imliibée d'eau acidulée. La su|K*rposition d*nn certain nombre de ces couples constitue la pile ; il faut avoir soin de placer lo? métaux toujours dans le même ordre ; habituellement les deux disques métalliques conligus sont soudés l'un à l'autre. A chaque extrémité ou ^H^le df 11 pile, c'est-à-dire au dernier cuivre et au dernier zinc, est iixê un fil do cui^w qui porte le nom de rfu'ophore ou d\'lcctrotie. Quand on établit, s<»it dinvltment soit indiivctement , \:\ communication entre les deux élecln^tles, le ciniiit ainsi ferme est parcouru par un courant , qui va du pôle (positif au jHjle né^atii.

soft». Pile a couronne de tasses, — Une modification de la pile & coonne déjà imaginée par Volta, consiste à verser le liquide acidulé dans un 'ase de verre ou de grès, et à y plonger les dmix métaux ; on a ainsi un couple, l'eut-on obtenir une pile, il :uflit de réunir plusieurs de «s couples, de telle sorte, que les fils métalliques relient le inc a' (Fig. 306) du premier nupleaucuivreb'dudeuxième,

e zinc «" du deUXi&me couple pi^ ^^^^ ... p„o i cmimimp ie tmac.

lu cuivre h" du troisième et

linsi de suite. Telle est la disposition de la pile à cùxtronne de tasses.

SOS"". Pile de Wollaston. Pile de Munc». — Quand on ne lient pas osientiellement à avoir un courant constant, on se sert parfois encore de nos ours de piles analogues à la précédente, mais d'un maniement plus commode ; elle-s sont la jjiie de Wollaston [ella j>i?e de Mitnch.] La première ne dilT&re le la pile à couronne de tasses qu'en deux point.s ; la Uirae de cuivre de cha(jne roupie est repliée de manière k entourer, sans les touclier, les deux faces de la ame de zinc, ce qui augmente la surface métallique deslini'-c à recueillir l'élecjicité développée dans le liquide ; les anses méblli(|iies qui réunissent le cuivre ît le riuc de ilcux couples consécutif» sont toutes fixées à une même traverse lorizontâle de hoi'> qu'on {)eut élever ou aliaisser à volonté , de manière û faire >longer it la fois tous les couples dans le liquide acîdidé des bocaux ou à les en •elirer. Cette pile est d'un emploi très-commode; car, pour la metti-e en acti- ■"îlé, il suffit d'immerger les couples, et sitôt qu'on ne s'en sert plus, on relève a traverse de bois, aCu que les métaux ne restent pas en contact avec l'eau icidulée.

[Le dispositif <le la pile de Minich osl encore plus simple : tous les couples ^longent dans une niêmo auge de liois mastiquée à l'intérieur. Sous un petit voume, cette pile donne d.^s effets trés-éner^iques, mais peu durables.]

(308'. Cbaine galvanique d« PnlTflrmacher. — M. Pulvermacber a imnjimé. ■our les iisagc.'t médii-iiux, une pile en foimc de clitiiin; «i peut s'appUrjner sur les différentes parties du coips. :h.iquc couple ou clLiinon de cette pile f^ compose d'un etit billot de bois « (Kig. 307) sur lequel sont enroulés en éiice un fil de cuivri^ et un fil de zinc logés daii.'s des illuns Bûpai-és et [«irallêles \^s deux chefs du lil de /.im- ■ 'UH couple donné sont liés aux chefs corn.-s|u)nd;ints du I lie cuivre du chaînon pnkédcnt; le fil. de cuivre du lëmc couple est relié de la même manière au fil de zinc du illot suivant. PJi outre, tous les couples sont articulés , nlrtî eux, de telle soite ipio la pile se préseuti' sous hi imie d'une chaine fiexihle.

Pour mettre hi pihr de Pulvcrmiicbcr en ac'ivilé, «u 1 trempe dans de l'eau vinaigrée comme le montre la

572 DE L'ÉI^CTRICITÉ.

Fig. 308, puis on l'applique Piir la peau en ayant soin de comprendre cnlre Iw

deux piMes la partie malade à travers laquelle on veut faire passer le coiiranl

La Fig. 309 représente la manière de disposer une douMc cliaînc gahaiiiqiie

pour 6lectriser les muscles de l'a^'ant-bras : les extrémités de la chaîne portnl des tubes de cuivre creux qui s'appliquent, par l'intermédiaire d'une éponge mouillée, en deux points de la peau situés sur le trajet des muscles. L'n mwanisme particulier, placé dans ces cylindres métalliques, permet d'ioterrompt ou de rélalilir à volonté le courant, de manière à exciter des commotions.

La pile de Pul ver mâcher produit dans les premiers instants de» effets énergiques eu égard au petit volume de l'appareil, mais elle s'afTaiblit tK-s-rapidement , cl on lui préfère avec raison les piles à courant constant dont il .*•« question plus loin.]

308''. Piles sèches. — On a imaginé des piles sans liquide, qui présentent l'i' vantagc de fournir de l'électricité pendant très-longtemps, mais qui domwnl des courants extrêmement faibles. I^a pile sèche de Zamboni se compose it rondelles de papier recouvertes, sur une seule de leurs faces, altcmativeniMl d'une couche de cuivre et d'une couche de zinc; on empile ces rundolles dam un tube de verre , toujours dans le même ordre , de manière qu'une sitrfw» cuivre soit eu contact avec une surface zinc ; à chaque extrémité do la pile «^ adapté un boulon métallique qui sert à porter les électrodes. Le papier. « vertu de ses propriétés hygroscopiqucs, joue dan? ce cas le rôle d'un cûimIiktfur humide, et le zinc s'oxyde lentement. Ij> pile de Zamiioni ne dîllîrc A)K de celle de Volta que («ir l'infériorité do ses effets ; mais, conmie elle est fnrmi-e d'un nombre très- considérable d'éléments, on obtient, avi-c la pile ouverlf. <les effets de tension assoit mari}ués, ({u'on utili^ pour la construction d'ckftroscopes excessivement sensibles.

ÉLECptICITK DYNAMIQUE.

308*. Canut d'atfaiblûsement de la pila. Polarité lecondaira des élémanu. — Toutes les fois qu'on a licsoiii d'un courant cotistont el de longue durâc, lù )a pile de Volta, ni celles qui sont construites d'après le même type ne peuvent être employées. Dans ces piles il se produit , à la suiUî de la décomposition du liquide, un courant secondaire qui va en augmentant progressivement d'intensité el qui marche en sens contraire du courant primitif; par suite , ce dernier s'aHaiblit de plus en plus jusqu'à ce que fmalement il soit réduit à une certaine valeur minimum. Si , par exemple, le couple employé se compose d'une lame de zinc et-d'une lame de cuivre plongées dans de l'eau additionnée d'acide sulfurique, le courant de la pile décompose l'eau en oxygène et en hydrogène ; le premier de ces corps se porte sur le zinc, l'oxyde, cl la base qui en résulte 8e combine avec l'acide sulfurique pour former du sulfate do zinc qui se dissout dans le liquide; quant à l'hydrogène, il se porte sur le cuivre et y forme une couche plus ou moins épaisse. Or nous avons vu , § 300, que les gai, en contact avec les métaux , dégagent de l'électricité : l'hydn^ëne, qui adhère au cuivre, produit le même effet que si le cuivre élait recouvert d'un métal attaquable par l'eau acidulée, 11 se produit donc un courant secondaire qui marclie en sens contraire du courant primitif; le courant résultant est ^;al à leur différence, et Ëon intensité dépend des actions sur l'eau du zinc d'un côté, et de l'hydrogène de l'autre; d'ailleurs, comme le zinc est plus électropositif ou plus attaquable que l'hydrogène , son action l'emporte et le cuivre reste le pAle positif. [Quant à la cessation absolue du courant au bout d'un certain temps, elle tient ù ce qu'il se forme du sulfate de zinc, qui, décomposé par le courant lui-même, laisse déposer du zinc sur le cuivre ; les doux éléments du couple sont alors formés de métaux identiques, cl, par suite, le courant ne peut plus se produiie.]

309. Piles à courant constant. — On i>eut éviter lu formation de ce contrecourant en mettant cliacun des métaux du couple en contact avec un liquide cjui ne donne pas de produits de décomposition capables d'engendrer un courant eu sens contraire du courant principal. On obtient de cette manière des piles qui présentent nue constance <l'intcnsité remarquable, ce sont les piles dites à itetix liquiilen. Ces piles se distinguent de celle de Volta , en ce que chaque couple se com|)ose de deux métaux et de deux liijuidcs. Un vase extérieur, en grès ou en verre V (Flg. 310), renferme l'un des liquides, dans letiucl plonge )<.' premier métal Z, auquel on donne, en général, la forrac d'un cylindre creux fendu latéralement. L'intérieur de ce cylindre est occupé par un vase poreux ou diapln^ti'»'^ ^ <^" terre de ))ipc dégoanlie , qui renferme le second liquide , et dans leciuel est placé un cylindre ou une lame du second métal. Lu constance du courant est subordonnée au choix du liquide mis en contact avec chaque métal. 1 1-. siu. — L-<iii|,k •!•: iMmui

DE l'électricité.

Dans les piles h courant constant, on emploie toujours comme élément négatif du zinc amalgamé, c'esL-à-dirc du zinc dont on a frotté la surfâœavM' du mercure. Le zinc du commerce renferme beaucoup d'impuretés, et notamment dos parcelles de fer et de cadmium; de sorte que si on le pionjip lel quel dans l'eau acidulée, il s'établit de petits courants galvaniques entre les iliffércnts points de la lame métallique, ce qui entraîne l'usure Irès-rapiile du zinc, sans qu'on puisse utiliser l'électricité ainsi produite. On évite la production de ces courants en amalgamant la surface du zinc, et il en résulte que le métal n'est pas attaqué tant que le circuit est ouvert, la puissance électro-motrice du zinc amalgamé ne diffère guère de celle du zinc chimiquement par. Nous allons décrire les formes les plus usitées qui ont été doimécs aui l'ilv^i deux liquides.

309«. Pile de Daniell. — Dans cotte pile , le zinc Z (Fig. 310) <-sl à W-atérieur et plonge dans de l'eau acidulée; le vase en terre poreuse D reufcnuc une dissolution de sulfate de cuivre et un cylindre de cuivre C. Dans ce coupk' le courant va, comme dans celui de Volta, du cuivTC au zinc en dehors de l.ifiiK et du zinc au cuivre à l'intérieur. L'oxygène résultant de la décomposiliuu Je l'eau se porte sur le zinc, l'oxyde, et il se forme avec l'acide s\ilfurii|ue du sulfate de zinc. L'liydr(^ène se porle sur le cuivi-e, réduit le sulfate Je cuivre environnant, s'unit à l'oxygène de la Iwsc pour régénérer de l'eau , et met en liberté le métal , qui se dépose à la surface du cylindre de cuivre. Alin de maintenir toujours au même degré de concentration la dissolution de sullàte Ar cuivre, on y met quelques cristaux de ce sel.

. Pile he Orovf. -

- Le métal extérieur est aussi un cylindre de linc Z (Fijr. 311) (jui plonge dans de l'aiide sulfiiriipif étendu. Dan.s le vase poreux se trouve une laiiie A' platine P, entourée d'aci<le nitrique fumant. A l'intérieur du couple, le courant va du zinc au pliitiw; il se produit donc, comme <lans le couple de Dauiell. de l'oxygène qui se porte sur le zinc , et de rhydri" gène (jui se dépose sur le platiue. L'hydrogèiic nduit l'acide nitricjue, lui enlève de l'oxygène av« lequel il se combine pour former de l'eau, et il reste de l'acide hypo-nitiique qui se dégage quanJ l'acide nitrique eu est saturé.

Ce couple, légèrement inodifié, est employé Aia^ l'appareil de Middoldorpf pour la galvana-causti<i^ thermique (cf. § 322>).

309'. Pile de Bunsen. — Elle ne diffère de la prc-cédenle que par la ii.:^ ture du collecteur qui plonge dans l'acide azotique; la feuille de [Jatine "T^ remplacée par un cylindi-e de charhoa préparé, qu'on obtient en calcinant da*"

ÉLECrniCITÉ DYNAMIQUE. 575

un moulo de fer un mélange intime de coke et de Uoiùlle grasse bien pulvérisé et fortement tassé. Au lieu de charbon prépré, on emploie aussi le charbon trés-dur et bon conducteur qui se dépose dans l'intérieur des cornues servant à la préparation du gaz de l'éclairage. La théorie du couple de Bunsen est la même que ctttië du couple de Grovc, car le charbon joue le môme rùle que le platine. La Fig. 312 représente une pile de Bunsen composée de six couples réuni?

en série.

309^. Piles au dichromate de potasse. — Indépendamment des piles que nous venons de décrire, on en a imapné une foule d'autres; mais peu d'entre elles sont entrées dans la prati<}uc. Nous devons toutefois faire une exception en faveur des piles au bichromate de pola&se. Pour éviter les vapeurs il'acidc hypoazotjque que répandent les couples de Grove et de Bunsen , on a substitué à l'acide nitrique d'autres liquides oxydants, et particulièrement des solutions d'acide chromique ou de bichromate de potasse additionné d'acide sulfurique; mais le courant obtenu par ce moyen est plus faible et moins constant. [I.a pile au bichromate de potasse ainsi construite est duc n M. Bunsen, et ne diflëre de la pile à charbon du mémo cliimisle qu'en ce que la solution aciilc de bicliromatc de potasse y a remplacé l'acide nitrique. '

11 existe une autre sorte de pile au bichromate de potasse, imaginée par M. Poggendorff et perfectionnée par M. Grenct; elle es» à un seul liquide. Le couple se compose d'une lame do zinc qui peut être abaissée ou élevée entre deux lames de charbon des cornues à gaz ; le tout ploni'o dans une solution renfermant 1/W de bichromate de [lotasse et 1/M) d'acide sulfurique; un matras lie vcne contient le lîipiide. Le bicliromale de potasse est réduit par riiydriigéne, et l'oxyde de chrome formé se di''poso sur le zinc; ce dépôt diminue ausfii l'intensité du courant : mais M. Grenet remédie à cette cause d'affaiblissement, on iiislilHarit cuire lu lame de zinc et celles de charlMii de l'air qui. parl'agiLiliou qu'il produit dans le liquide, enlève le dépôt d'oxyde de clirôme. |

[SO»». Couple de Marié-Davy ait sitlkate de meh-

cube. — Dans cette pile (Fig. 313), disposée comme

celle de Bunsen , l'acide azotique est remplacé \ar une

Wuillie de sulfate de bioxydc de mercure, sel trèsp^ti soluble, (pli entoure le charlion 0 ; le zinc Z plonge tans de l'eau ordinaire ou salce. Les produits de la Composition du sulfate mcrcuriiiue sont de l'oxygène, »Jil H'empare l'hydrogène naissant, un sous-sulfate **^yde de mercure qui se dépose an fond du vase '"^Ux et du mercure métallique qui se rend sur le ««•bon.

576 i>E l'électricité.

[On emploie beaucoup, depuis un certain nombre d'années, des piles au stilfate de mercure, dans lesquelles il n'existe pas de diapliragme poreux ; le charbon et le zinc se trouvent tous deux dans un même vase couteuaot de l'eau et un peu de sulfate mercurique ; le mercure métallique mis en liberté entregent l'amalgamation du zinc]

l309^ Pile au sulfate de plomb. — M. Marié-Davy a proposé, pour absorber l'hydrogène dans les couples, l'emploi du sulfate de plomb, qui joint à l'avantage de son peu de solubilité celui d'un bas prix de revient. La Fig. 314

représente une pile au sulfate de plomb: chaque couple se compose d'une assiette en cuivre étamé G , au fond de laquelle est placé un disque de zinc Z entouré d'eau salée ; par-dessus se tix)uve un diaphragme poreux D renfermant du sulfete de plomb imbibé d'eau salée et en couche suffisamment épaisse pour qu'il soit en contact avec le plat de cuivre du couple placé au-dessus. — Cette pile, peu embarrassante, d'un entretien facile et pca coûteux, fournit un courant d'une assa grande constance. Avec le sulfate de

«g. 814. - Pile do Marid-Davy an sulfate 4e plomb, COmmC aVCC tOUS leS Scls pCU M-

piomb. — c, c, c... Assiettes de cuivre <stamê. lublcs, OU pout Supprimer le diaphragme 7 ^\f '*^; v«cs poreux contenant u bouillie poreux. — Sous le rapport dcs effcts pro-

duits , le chlorure de plomb et surtout celui d'argent sont encore préférablts]

de sulfate de plomb, zinc.

Z, Z, Z... Diiiquca do

309». Batterie voltaique de Siemens. — Depuis quelques années on fait en médecine un fréquent usage du courant continu; il était donc nécessaire de construire des piles qu'on puisse monter et démonter rapidement ou qui, tout en restant montées et prêtes à fonctionner, conser\*ent longtemps leurs propriétés électro- motrices. Nous allons décrire lesjplus parfaits et le? plus nouveaux de ces appareils à courant continu destinés aux usages médicaui.

La batterie de Siemeris se compose de coui)les de Daniell modifiés del> manière suivante : dans le vase extérieur se trouve une capsule en terre ^ pipe dont le fond, tourné vers le haut, est percé d'une ouverture dans laquefe on a mastiqué un étroit cylindre de ver^e. L'intérieur du vase en terre de pip* renferme une lame de cuivre recourbée plusieurs fois sur elle-même, et à b* quelle est soudé un fil de cuivre. Sur le diaphragme poreux est étendue un* couche de papier mâché , qu'on a traité successivement par l'acide sulfuriip»^ et l'eau, de manière à la transformer en une masse compacte ; enfin , [lar-Jeè'' sus cette couche de papier se place un cylindre de zinc. Le cylindre de vert* qui surmonte la capsule eu terre de pipe est rempli de cristaux de sulfate «1^ cuivre sur lesquels on verse de Teau; dans le vase de verre extérieur on intrO' duit de Teau ou bien une (îisîsolulion d'acide sulfurique très-étenduo. l'n luup'*^

listniit peut fonctionner pendant plusieurs années, sans qu'il soit besoin :her, si ce n'est pour renouveler de temps à autre l'acide sulfîirique et taux de sulfate de cuivre. Quand finalement l'activité de la pile s'est

on est obligé de remplacer le papier mâché. La force d'un de ces est moindre que celle d'un couple de Daniell ordinaire ; mais une bat-

60 éléments suffit à presque tous les usages.

itterie de Meidinger^ adoptée depuis quelques années pour le service légraphie en Allemagne, est aussi une modification de la pile de Daniell. avantage de fonctionner pendant plusieurs mois avec la même intensité, .*ès-facile à nettoyer et à renouveler , tandis que la batterie de Siemens te l'intervention d'un ouvrier spécial à cause de la préparation qu'il faut bir à la couche de papier mâché.

Batterie de Stœhrer. — Cette pile se compose de couples, zinc et 1, dont le nombre peut être porté jusqu'à 32, et qui sont construits de ère suivante. Le charbon lui-même a la forme d'une auge et rend ainsi 1 remploi d'un diaphragme en terre de pipe ; on remplit l'intérieur du 1 de sable qu'on arrose avec 10 à 12 gouttes d'une solution concentrée chromique. Un cylindre de zin<' amalgamé entoure le charbon et plonge i dans un vase rempli d'eau acidulée. Ces couples produisent un couen plus intense, mais moins constant que ceux de Siemens. leut les disposer de la même manière que dans la pile de Wollaston, int porter tous les cylindres de charbon et de zinc par une traverse ne, qui permet de plonger à la fois tous les éléments dans l'eau acidulée 58 en retirer à volonté.

Pile portative de Stœhrer. — M. Stœhrer construit aussi une pile 'e spécialement destinée aux usages médicaux. Cette pile ne difTère entiellement de celle de \Vollaston ; elle représente , par conséquent , ité une pile à courant variable. Chaque couple se compose, en efiet, ame de zinc amalgamé et d'une lame de charbon plongeant dans une i verre remplie d'eau acidulée. Les (-ouples, au nombre de trente, sont sur deux rangs (.'t renfermés dans une caisse en bois munie d'un cou- I^ tige métallique qui établit la communication entre les éléments ope deux couples consécutifs est surmontée d'un crochet en cuivre ; tous :hets sont suspendus à une même traverse en bois qui peut être fixée à à deux hauteurs ditVérentes, ce qui permet de retirer du liquide tous les éléments à la fois , quand on n'a plus besoin de la pile, erse en bois est creusée dans toute sa longueur d'une rainure dans î glisse un chariot (|ui porte deux bornes métalliques correspondantes ux pôles de la pile et destinées à recevoir les électrodes; la commu- I entre ces l)ornes et les pôles de la pile s'établit par l'intermédiaire X ressorts ^wd^i' sur les côtés du chariot et qui pressent contre deux )chets suspenseurs des éléments. Grâce à cette disposition, on peut ire dans le circuit tel nombre }>air de couples qu'on désire, depuis t'a 30.

\m, Physiqoe nivdlrale. 37

578 DK L KLECTIUCITK.

Sur le chariot se trouve, en outre, un commutateur fort semblable à celui (le Bertin (cf. § 309"), et qui permet d'interrompre à volonté le courant on d'en changer le sens. Cette pile peut consener son acti\îté pendant plusieiu> mois, si Ton a la précaution de retirer les éléments de Teau acidulée, chaque fois qu'on ne se sert plus du courant.]

[3093. Pile portative au chlorure d'argent du docteur PiNa's('i. - Chaque couple de cette pile se compose d'un dé en argent contenant nue bouillie de chlorure d'argent au milieu de laquelle plongent quatre petites lames de zinc amalgamé disposées à angle droit et portées par un fd métallique entouré de gutta-percha; \e tout est contenu dans un petit tube en venv rempli d'eau acidulée. Quoique ne renfermant qu'un seul liquide, la pile eu question donne un courant sensiblement constant ; car l'hydrogène naissani réduit le chlorure d'argent et ne peut se déposer sur le dé d'argent qui nepnsentc l'élément positif; par ce moyen, on évite la formation d'un courant secondaire qui viendrait alTaiblir le courant principal ; l'acide chlorhydrique ainsi pi-oduit attaque à son tour le zinc et donne du chlorure de zinc.

Les couples , au nombre de soixante , sont alignés sur six rangs. Des travei*ses en bois avec chariots mobiles, comme dans la pile portative de Stœhrer. permettent de supprimer le contact entre les éléments et Teau acidulée, et d'introduire dans le circuit un plus ou moins grand nombre de couples, lu commutateur et un rhéostat ont été annexés à Tappareil par M. R. Brenner.

La pile au chlorure d'argent ainsi perfectionnée, se recommande par son petit volume, la durée de son activité, la propreté et la facilité de son entretien.]

[309^. Pile portative a courant continu de Ruiimkorff et Duchexnk •' — Otle pile (Fig. 315), de construction récQiile, est à un .«seul liquiïle fî donne néanmoins un courant d'une éneipe assez constante. Elle compnMMJ quarante-deux couples composés chacun d'une lame de zinc r et d'une tode charbon c qu'on fait plonger dans un vase de veri*e V renfermant de l'eau ordinaire et une petite quantité de sulfate de mercure. Le charlwn est m^»»verl sur toute sa surface d'un enduit particulier consisUuit en une couche Ae mousse de platine pour la partie qui regaixle le zinc, et en vernis ordinairipour les autres parties.

Les couples sont disposés j>ar séries de sept sur six rangs de profondeur, et placés dans l'intérieur d'une caisse en bois A, A, A. Tous les éléments s>ut lixés par leur partie supérieure à un double fond en bois C qu'on peut élevtf ou abaisser à volonté, au moyen des boutons h qui terminent un axe horizontal muni de deux pignons r/, d^ dont les dents engrènent dans les tiges à cmiiailièn' d\ d\ Cette disposition |>erinet de i-égler, suivant les l>esoins. la qunnh^^ d'électricité produite, puisqu'on peut, en faisant plonger plus (»u moins les»'!*" nients dans l'eau acidulée , augmenter ou réiluire à volonté rétendue «!•• '•

(ï) L* dMCrlpti-D ilo Cctlc lâlc «• troinc daiiii l'Amnigre «uirmiit : R. B::ENKr.C. f'mr»'r*tirk,t,.^n m ■ •'"' •dUwifrii <iii/rf«nH tithietr .Ur Kîeltn^W.nptr. U II. p. .'> et 24. Li'ipzif; ISTO. (>) DCCHEXars . /V rrV^r.nMl»» lofoftfr't tff^ S* «dit. PMi« 1M7».

[309'. Pile portative a ui la description Je celle pile l'i

NT CONTINU DE Gaifke. — Nous eiiipruntoif éccnt mémoire de MM. Mutiez el Tripicrf'i ^ Le couple adopté par M. GaifTi'

eut le couple au chlorure d'argeoi «le M. Warren de la Rue, loodiK de façon à en simplifier la nunipulQtioii et l'emploi. Ce cuuple w compose d'une laine de fine l (Fig. 316) ol d'une lame <lc cU»rure d'argent fondu Y ; «9 lanw sont contenues dans un flacon fn caoutchouc durci GUST (Fij.

317), qui se ferme hennéliqurmentà Taîde du couvercle 9\'t G H. Des crampons en arfmt lin V, V, sur lesquels *'act;n>chent les lames Z , Y, porlenllo contacte qui établissent extérirtreuien t les «Mim muni calions. Dra> peljts coussins 1,1' fit unIieniK.

en caoutcliouc , maintiennent l« lames à u» écarleinent convenable et fixe. Le liquide cxcitMtcur est de !'«« distillée contenant 2,5 p. 100 de chlorure de zinc.

Tant que le circuit est ouvert , la pile peut rester chaiitéo uns que lira ^ menls s'usent. Si on laissait le circuit fermé, elle pourrait fournir dix li«if de travail non interrompu

Pour recharger la pile, il faut dévisser le ctmvenle G H, enlever le licaJl». décrocher les lames Z, Y, les remplacer par d'autres, renouveler le liqu* et remelire le couvercle en place.

M, GaiEftt a réuni trente-sis de ces couples pour former sa pile poHali"' courant continu ; ce» couples sont i-éparlis dans six casiers du tinnr>. U '

Fig. 318 r<^ré3enlr l" couple.1 inontM F, f<^disposés côte à cùteil»' le tiroir C d api*)'"' leui-s saillie» pohirw*"^ Ire lesextiAmit^tlMn^ sorts ltH.RH,...<pii<^ blissent les communia' lions des couples en'"

LflFiK.aiOmonlr'r'r Iwii-eilinoniéetprMàfiw tionner. quand nn »m

DE l'électricité.

appuyant sur les boulons 18 et 26, cela veut dire que huit couples, de 18 â iXi, sont en action.

Les lettres P et N (positif et négatif) indiquent le sens général du courant dirigé, en dehors de la pile, du bouton le plus rapproché de P, à l'autre plu* rapproché de N. Une boussole G, fixée dans le couvercle de la caisse qui renferme tout rensemble de la pile, est destinée à indiquer Tintensité du courant.

La construction de cet appareil aurait enfin résolu, d'après MM. Malletet Tripier, d'une façon tout à fait satisfaisante le problème des piles portative donnant à la fois de la quantité et de la tension.]

309>n. Commatatears. — Pour conduire le courant dans Içs points où il doit agir, on se sert ordinairement de deux fils de cuivre recouverts de soie; ce» électrodes sont fixés par l'une de leurs extrémités aux bornes qui ^surmontent les pôles de la pile. Afin de pouvoir interrompre et rétablir à volonté le courant, sans être obligé de détacher les rhéophores, on peut en couper un en deux, et faire plonger les deux bouts de la section dans un godet rempli de mercure. Le même résultat s'obtient à l'aide de petits appareils nommés commutntevn, et qui présentent , en outre , l'avantage de permettre de changer instantanément le sens du courant, sans qu'on ait besoin de déplacer les rhéophores.

[Le commutateur le plus ancien est celui dit à bascule d'Ampère; il est représenté en projection horizontale dans la Fig. 320, et en perspective dan^ la Fig. 321. Sur une planchette de bois sont pratiquées huit ca\ités o, i, o'J". h, r, /i', l (Fig. 320) remplies de mercure ; les cavités o et /», o' et /i', i et /

^ ^ — ^^^.--^^ communiquententreeiks

( 0 " ) ( ~f ) par rintennédiaire de ri-

goles renfermant aussi du mercure; quant aux detii cavités r et /', elles sont reliées par une bande «le cuivre t' /' qui passe par dessus la rigole t /.sau" toucher le mercure. Le* rhéophores de la pdf aboutissent aux caûlès " et o' ; ceux de la partie U du circuit dans laquelle on veut changer le sons An courant se rendent dans les cavités / et T. Un système de quatre arcs métalliques placés aux extrémités de deux leviers ee\ ee' (Fig. 321) qu'on peut faire basculer autour d'un axe commun ff'y permet d'établir la communicatiiin • soit entre les cavités o et t d'une part, o' et t' de l'autre, soit entre les ca\itèsA et r, /i' et l : dans le premier cas, le courant suit le trajet o i IV V V o'; dan> le second cas il marche en sens inverse dans la portion U du circuit, cari' parcourt o h V U / h' o\ La position des leviers indiquée dans la F^r. •W»?*' rapporte au premier cas.]

Le commutateur de Pohl , très-répandu en Allemagne, iv|K)se sur h* ni'-n»* principe que le précédent ; il est plus simple en ce que les cavités o et h du commutateur fJ'Ampèi^ put été réunies en une seule, et qu'on a agi de nième

Fig 320.

Fig. 3il.

Commutateur à bascule d*Amp^IV, vu en projection horizonUlu dans la Fig. 320, et en perspective dans la Fig. .321.

ftl,ECTniCITÊ BYNAMIQIT. 5SÏ

ï l'éganl des cavités o' et h'. Cette simpliflcalion a entraîné des changeihents Ktrrespondantt dans la disposition des arcs métalliques destinés à établir In communication entre les autres cavités.

[M. Ruhmkorff consb'uit un commutateur à cylindre tournant d'nn usage très-commode. Sur un cylindre d'ivoire plein t (Fig 332), mobile autour de Bon axe, sont fixés longitudinalement deux lames de cuivre a et e qui recouvrent en partie la surface de l'ivoire, en laissant entre elles deux interralles libres; l'une des lames a communique avec le support d auquel s'attache le fi! positif de la pile ; l'autre lame c est reliée au support m' au- )uel aboutit le fil négatif. Contre le cylindre l'appuient les extrémités de deux ressorts fîïés à leux bornes opposées e et e', d'où partent les Sis qui forment le circuit. Pour faire marcher le courant dans le sens indiqué i)ar la (lèche, i) but donner au cylindre d'ivoiie la position représentée dans la Fig. 322 ; le Nturant de la pile entre alors en d , passe par la lame a , va dans le ressort s st la borne e, parcourt le circuit , puis revient à la borne e' et se rend, par l'intermédiaire du ressort correspondant qui s'appuie sur la lame c, au support m', d'où il sort pour retourner à la pile. Désire-t-on changer le sens du uiurant, il suffit de faire tourner, ù l'aide du bouton E, le cylindre de 180», le manière à mettre la lame c en contact avec le ressort s et la lame a avec le reitRort opposé. Quand les extrémités des ressorts tombent dans les intervalles [tes lames métalliques et appuient ainsi sur l'ivoire, le courant ne passe pas.

On a imaginé un grand nombre d'autres commutateurs ; l'un des plus ingénieux et des plus simples est le commutateur en fer à cheval de Bertin.]

310. Intensité du courant galvanique. Voltamàtre et rbéomitre. — A chaque [»4Ie d'une pile galvanique s'accumule une certaine quantité d'électricité libre, lussi longtemps que le circuit reste ouvei-t. Quand on le ferme, un courant :witinu d'électricité parcourt le (il conjonctif, car â chaque pdle le fluide se renouvelle â mesure qu'il s'écoule. Nous devons admettre qiie la force ou l'in- 'enntéàu courant est proportionnelle à la quantité d'électricité qui traverse lans l'unité de temps la section du circuit. Cette intensité ne peut d'ailleurs Hre raesunV qu'au moyen des effets produits par le courant. Parmi ces effets, ]uî Meront étudiés dans les chap. V et VI de ce livre, il en est surtout deux ju'on a utilisés |)our mesui'er l'iuteusitt; des courants galvaniques : la décom- MMition des substances cbimique!< placées dans le circuit et l'action du courant lur l'aiguille niniantï-c.

VnLTAiiftTREs. — Quand on veut mesurer l'intensité d'un courant par ses >freU chimir[ues, on a recours à la décomposition de l'eau et on se sert de petits ippareiU nommé.i voUnmètren. Le voltamètre de lu Viç;. 323 consiste en un llacon à larpe col , rempli d'eau acidulée et fermé par un l>ourhon de liège ; dans l'intérieiir du flacon se trouvent deux lames de platine suspendues {>ar des fils

584 DE L'ÈUEcmcnf:.

du même métal qui traversent le houchon. t.'n tube abducteur ëgalemrat pina d'eau est destiné à conduire les ^i provenant de la déco mpoiii lion dans uw clocho {fraduéo remplie de mercure. Les fils de platine étant mis en communication avec les pôles de la pile eu expérience, le courant passe à travers l'eau du voltamélt^ et la décompose en oxygène et hydrogèoe; w gaz se rendent dans l'éprouvette où on latsmt leur volume. Or les intensités de deux couruU sont entre elles comme les volumes de gai obtenus dans le même intenalle de temps, ce* volumes étant mesurés à la même pression d à la même température. On a choisi pour uoilc d'intensité celle d'un courant qui dégage dam une minute 1 centimètre cube du mélange ai- FiB. ïM- — TniumiiTe ■ /m HiiDii. tonnant d'oxygène et d'hydrogène, à O et xa*

la pression normale de 760" de mercure. [La Fig. 3^ représente un voltamètre dans lequel les gaz oxygène et hydrogène sont recueillis sépai'ément dans deux petits tubes gradués; on m<^nn> alors .loit le volume de l'oxygène d^ jiagé, -soit de préférence celui de l'Iiydrojrèue, ([ui est double du premier.

Lu voltamètre de liertin est une modification lieureuse du précé<lent, ù cause de la commodité et de la rapidité do son emploi. Il consiste en un cylindre de verre, fermé à chacune de ns.3i4. ses bases par une plaque de cuivre; téfui^ '* p'aque mfeneure livre passage a deux fils de platine s et l {Fig. 325) qui partent des bornes P et N où aboutissent les fils de la pile. Le fil positif s est entouré d'un tube à

boule C qui se prolonge au-dessus de la base supé-

rîeure du cylindre, et qui porte un trait de repère a ; c'est par ce tube qu'on rempht eutièrejnent l'appareil d'eau acidulée ; l'air s'échappe par un tube capillaire 1) recourbé, dont on fi^nnf ensuite l'extrémité inférieure en la plongeant dans du mercure F. L'appareil c<l alors prêt à fonctionner : les fils de la (lile étant attachés aux bornes P et 0, ri la communication entre 0 et N étant établie par l'intermédiaire du {«ont avMtV lique e, le circuit se trouve fermé; l'oxygène s'échappe par le tubeC, lanli^ que l'hydrogène, s'accnmulant a la partie 6up<Vricure du cylindre, refoiilf l<> liquide dans le tube à boule ; quand le niveau du liquide e.st panenu au Inil de repère n , on interrompt le coui'ant en enlevant le pont e. — Les inteosilrdes divers courants essayés seront entre elles en raison Inverse des temp* urcossaîres pour refouler le liquide jusqu'au niveau a.]

ItiiKOUÈTRES. — Quand on fait passer un courant électrique dans un conilio"eur métallique CDE (Fin. ^^), disposé verticalement, suivant le plan du nWn-

VeUun» Ut di BmU-

dien magnétique, autour d'une aiguille aimantée AB pouvant tourner dans un plan horizontal, celle-ci est déviée de sa position d'équilibre et se met en croix ivec le plan du courant. Le sens de la déviation dépend de celui du courant; n Ton imagine un observateur placé dans le circuit, de telle sorte que le courant entre par ses pieds et sorte par sa tête , et si cet observateur regarde l'aiguille aimantée , il en verra le pôle nord A se porter à sa gauche. Il existe un rapport déterminé entre la grandeur de la déviation st rintensité du courant. C'est sur ce principe {u'ont été construits des appareils appelés galvanomètres ou mieux rhéoinètreSy et destinés à mesurer l'intensité des courants galvaniques, k l'aide de leur action sur l'aiguille aimantée. Nous verrons plus loin (§ 339) que , si le courant passe à une distance assez grande de l'aiguille , ion intensité est proportionnelle à la tangente de „. .^^ ,^ . , ^ . .^

,-__,./* " FIg. 826. — Principe des rh(k>mMre8

I angle de déviation. nMgnëtiqneA.

311. Densité du courant. — L'emploi de ces deux méthodes de mensuration a lermis de découvrir la loi suivante : Vintensité d'i/n courant galvanique est !a même dans tous les points de son trajet. En effet, la quantité d'eau décomposée, l'angle de déviation de l'aiguille aimantée restent les mêmes, quel {ue soit le point du circuit où l'on introduise les appareils de mesure ; le »urant est tout aussi intense dans les liquides qui font partie du circuit que lans les parties métalliques. Ce résultat est une conséquence nécessaire du irincipe de la constance de la force électro- motrice sur lequel repose la pile ^vanique, principe en vertu duquel à tout instant chaque section du circuit »t traversée par la même quantité d'électricité. Si, comme cela arrive fréquemnent, la section n'a pas la même grandeur dans tous les points , il s'ensuit naureiiement que la quantité d'électricité qui passe par chaque unité de section bit varier en sens inverse. En désignant par D la densité du courant, c'est-àliro la quantité d'électricité qui dans l'unité de temps passe par une section

îgale à l'unité, on a donc : D = .

I représente l'intensité du courant , et S la surface de la section au point 'X>nsidéré.

312. Lois d'Ohm relatives à l'intensité des courants. — 1^ U intensité du coti- *ant est proportionnelle, toutes choses égales d^ailleurs , à la quantité d'ée^ricité développée au co^itact, c^est-à-dire à la force électro-motrice,

2<* Vintensité du courant est en raison inverse des résistances que le fluide \prauve à se propager dans le circuit , résistances qui dépendent de la lonpieur, de la section et de la nature des différentes parties qui composent ce *ircuit, y compris la pile.

I^ première de ces lois peut être vérifiée expérimentalement par le moyen

suivant : dans une auge remplie d*eau acidulée on place une lame de ziD€ et une lame de cuivre séparées par un intervalle d'une longueur invariable; Imtensité du courant du couple ainsi formé est mesurée à l'aide d'un rhéomètre auquel aboutissent deux électrodes fixés aux éléments zinc et cuivre. Si Ton interpose ensuite entre les deux lames extrêmes un nombre croissant d'autres éléments semblables, ce qui ne change pas notablement les résistances qui s'opposent au mouvement de l'électricité, on constate que l'intensité augmente proportionnellement au nombre des couples employés.

Considérons maintenant une pile dont la t'orc« électro-motrice ait une valeur déterminée et constante ; prenons, par exemple , le couple voltaîque représenté dans la Fig. 327. Nous pouvons faire varier la résistance du circuit, soit eu

augmentant ou en diminuant l'intervalle qui sépare les éléments Z et G, soit en donnant au fil conjonctif E une longueur plus ou moins grande , ou bien en introduisant d^autres conducteurs dans le circuit. Or on trouve que l'intensité du courant est d'autant plus faible que l'écartement des élément» est plus grand , ou que la longueur du fil conjonctif est plu; considérable. On peut comparer la propagation du courant électri<jue au mouvement d'un liquide dans un tube : pour que récoulement ait lieu, il faut que le courant triomphe des rési^îtances qui font obstacle à sa marche. La résistana» croît en rîiison directe de la longueur du chemin â parcourir, d elle a pour effet de réduire uniformément, dans toute retendue du circuit , la quantité d'électricité qui traverse en vol temps donné une section quelconque.

Si nous désignons par E la force électix)-molrice, par R la somme des t^i^

tances du circuit , rintensitê I du courant sera : I = -^ .

Ceilo relation entre Tintensitê du courant, la force électro -motrice et la résistance du circuit, a été étiblie i>our la première fois, en 1827, |iarOhm; aussi t^t-ello connue sous le nom de loi trohni. [L'exactitude de cette loi a été vérifiée ex|)ériinentalement par M. Kerhner, en 1831, et par Pouillet tii 18:^8.1

313. Résistance intérieure et résistance extérieure. — La résistance U se compost», connue on Ta vu, de deux j>arties : la résistance produite parla couche <Ae liquide interposé entre les métaux «le la pile, et la résistance d\i fil conjomtil- .\ppelant Rj la première de ces résistances et Ro la seconde, nous aurons doui- :

Fig. 3i7.

Conpie voluTquc.

Ri

La quantité Ri a rtvu \o nom de rMAtnnce intérieure de la pile; R# s'appelle la ^f•s#s^/inv f\rfr'*riV»*»v\ \a^ valeui^s de rhacune d<» i«"^ n'^sistiiices tl»pendent dt»s dimensions «le»* londucteui's métal lique»^ et liquides que travers** l»* eiMiranl.

ÉLFXTRICITlî: DYNAMÎOÏIE. 587

313*. Lois de la résistance. — La résistance qu'oppose un fil conducteur au mouvement de rélectriciié est d'autant plus considérable que sa section est plus petite et sa longueur plus grande. Elle dépend en oulr« de la conductibilité spécifique de la substance qui compose le conducteur; mais elle est entièrement indépendante de la. forme que présente la section du conducteur. Si donc nous appelons L la longueur du circuit, S la grandeur de sa section , et K une constante qui mesure la conductibilité propre aux substances considérées, nous

aurons : H = -,, ., .

KJS

Cette formule montre que la résistance intérieure d'une pile est d'autant plus petite que les liquides employés sont meilleurs comlucteurs de l'électricité, que les surfaces de contact des métaux et des liquides sont plus grandes, et que les lames métalliques sont plus rapprochées les unes des autres. Aussi, pour diminuer la résistance intérieure, faut-ii donner aux lames métalli<|ues une grande surface, et les rapprocher autant que possible l'une de l'autre.

I^ résistance extérieure est très-variable selon les <iimensions et le pouvoir conducteur des corps qui forment le circuit placé on dehors de la pile; elle est surtout grande quan<l des liquides ou des corps mauvais conducteurs imprégnés «le liquides font partie du circuit; c'est ce <iui arrive, par exemple, quand le courant est obligé de traverser des tissus organiques.

3131*. Divers modes d'association des couples d'une pile. — Quand on fait choix d'une pile pour un but déterminé , il faut surtout preinlre en considération le rapport entre la résistance intérieure et l'extérieure. Si la résistance He est tellement petite qu'elle disparaisse devant Ri , Tintensité du courant pour une force électro-motricx; donnée, dépendra uniquement de la résistance intérieure de la pile. On accroîtra dans ce c^s l'intensité <lu courant, soit en prenant des éléments à grande surface, soit en associant plusieurs couples en batterie ; la l'ésistance intérieun? se trouve alors diminuée. C'est ce ({ue la <liscussion de la formule d'Ohm va nous montrer.

Remarquons tout d'abord ({u'il existe «lifTérentes mauièn's «l'associer les couples. Nous pouvons, par exemple, les réunir les uns à la suite des autres, comme dans la pile de Volta ,

Ki;,'. yiH. AMKociiitiuM il'.' six CilUplea on ft'rir mi vw teutinu.

en fai.sant communicpier le zinc du premier couple ave<' le* cuivre du deuxième , le zinc du deuxième couple avec le cuivre du troisième , et ainsi de suite ; ce mode de combinai.son, représenté dans la Fig 328, .se nonnnf^ l'association en série ou en ten- HÎon. Une autre combinaison ronsiste à réunir d'un coté

tous les zincs, de l'autre tous yl^,, .«j^î». AH.M»clHUon «l»- «Ix conpU-M m tuiturif ou eii tiiimtitr.

588 DE l'électricité.

les cuivres , de manière à former un couple unique composé de plusieurs parties, comme le montre la Fig. 329. On dit alors que les couples sont associés en batterie ou en quantité.

Dans l'association en série, chaque couple produit un courant qui traverse la pile cx)mme s'il était seul, de sorte que la force électro-motrice ou la tension aux pôles qui lui sert de mesure, est égale à la somme des forces électro-motrices des couples associés. Quant à la résistance intérieure de la pile, elle est aussi égale à la somme des résistances des couples, puisque le courant produit par chacun d'eux a à traverser tous les autres. Si donc E et R i désignent la force électro-motrice et la résistance intérieure d'un couple, l'intensité du courant fourni par n couples associés en série aura pour expression :

In —

n Ri + R«

Supposons maintenant la résistance extérieure R© très-faible ; c'est ce qui a lieu quand les pôles sont réunis par une lame métallique courte et épaisse; nous pouvons alors négliger Re et écrire :

" ~ ^Ri "" Ri

Dans ce cas, par conséquent, n couples disposés en série ne donnent pas on courant plus intense qu'un couple unique. Il n'y a donc aucun avantage à aiij;menter le nombre des couples associés en tension , quand la résistance extérieure est excessivement faible par rapport à la résistance intérieure.

Mais on peut accroître l'intensité du courant en réunissant plusieurs couple< en batterie. En effet m couples disposés en batterie agissent comme un i«ul couple dont on aurait rendu la surface des éléments m fois plus grande; la résistance intérieure devient alors m fois plus jxîtite ; par suite l'intensité du courant est :

In. =

Ri

En fai<<ant Re = 0, nous obtenons :

ans ce cas l'intensité est proportionnelle au nombre des couples. Ainsi, quand éaistance extérieure est négligeable par rapport à la résistance itiU'

Dans la résistance

neure, Vintensité du courant croit en raison directe du nombre des couiil^ associés en batterie , tandis qu'elle n'est pas influencée par le nombre dt^< cotiples associés en série.

Le contraire a lieu lorsque la résistance intérieure est négligeable |»ar ni|»

R port à la résistance extérieure. Associe-t-on tn couples en batterie, est très-

petit, et rintensiié du courant a pour valeur Im =p- >qui nediflere pas de Tinteusité fournie par un seul couple. Mais, si on réunit n couples en série, on a :

1 — nE

°~ nRi +Re

el comme Ri est très-petit, nous pouvons supprimer le terme h Ri; il reste *

Il E la = - p- . Une pile de n couples donne dans ce cas une intensité de courant n

fob plus forte qu'un seul couple. On voit donc que, si la résistance intérieure est négligeable par rapport à la résistance extérieure , Vintensité du courant augmente projiortionnellement au nombre des couples associés en serie , tandis qu'elle n^est pas modifiée par Us couples disposés en batterie , quel qu'en soit le nombre.

En conséquence, toutes les fois que la résistance extérieure sera grande, par exemple quand il s'agira de faire passer le courant à travei*s les tissus de l'organisme, on donnera la préférence aux couples à petite surface, mais on devra en pi'endre un grand nombre et les associer en série; quand , au contraire , la résistance extérieure est minime, tel est le cas qui se présente dans la galvaiiocaustique thermique, il faudra choisir des couples à grande surface et les dis> poser en batterie.

[On peut aussi combiner l'association en série avec l'association en batterie. Étant donnés six couples par exemple, il y a quatre manières différentes de Ich associer; nous pouvons les réunir tous en tension , c'est-à-dire en une seule série (Fig. 328), ou bien en quantité^ c'est-à-dire en une batterie comme celle de la Fig. 329 ; de plus nous pouvons former soit deux séries de trois couple» chacune (Fig. 330) , et réunir ces deux séries en batterie, soit trois séries de deux couples diacuno (Fig. 3:11). Dans les combinaisons mixtes, l'intensité du courant est donnée par la formule :

inn

Ri + R.

Ri

m désigne le nombre des séries parallèles, n celui d<« couples de chaque série; le nombre total des couples est alors mn.

On voit que la résistance intérieure de la pile décroit à mesure que le nombre des séries parallèles augmente. Eu effet, si Ton représente par 1 la résistance d'un couple uni({ue, l'association en une seule féerie aura une résistance égale à 0; la combinaison de deux séries (Fig. 3130) donnera 3 pour la résistance de cha([ue

série et ' ou i ,5 pour la résistance des

deux réunies; dans la combinaison de

trois séries (Fig. '^^ii), la r(*sistance est 2 coiipi**» en t Hcritm.

AMocUtion de Mix

FiR. 331.

Association do six eonplea

en trois M'rles.

590 DK L KLtCTKlClTh.

pour chiKjiK* série, et 1 ou 0,666.. ; pour la réunion de tous les couples» en

batterie (Fig. 329), la résistance intérieure a pour valeur ^ ou 0,1666. L*

mode d'association des couples n'est donc pas indiflérent et il y a lieu de se demander (juel est celui qu'on doit adopter dans tel ou tel cas déterminé, iwur obtenir le courant le plus intense. Or la discussion de la formule inscrite en dernier lieu nous apprend que Vintensité du courant fourni par une [hU composée d'un nombre donné de couples atteint sa vale^ir nmxitnum quand la résistance intérieure est égale à la résistance extérieure.^

314. Tensions de rélectricité dans le circnit. Chnte électrique. — On peat éublir lu8 IoIb d^Ohm en partant de considérutionR tht^oriqucs et expérimentales dNin ordnr plus élevé que celles qui nous ont servi de base ; un arrive à montrer qn*elles ne NOt qu*une conséquence des principes de Télectricité statique.

Les électricités de nom contraire s'accumulent aux deux pôles d'une pile en quantité égales, tandis que dans Tintériour la quantité d'électricité libre diminue k mesure qa'«>D s'éloigne des pôles, et finit par devenir nulle au milieu même de la pile. Cette distriba tion de Télectricité libre est représentée grapliiquement dans la Fig. 332 : le point C repond au milieu de la pile, P et N en sontle» -' ." deux pôles, dont les tensions électrique» d« sens opposé ont respectivement poar me«re les ordonnées PA et NB. Supp<»8on8 alonqa'uo ,. ' mette les pôles P et N en communication •>

^[^— ' /^ moyen du fil conjonctif PMN; le flotdo poiitif

N, ^• * *J'i ^t lo fiuide négatif vont s'élancer dans cefl

^ ^^-^.>__ ^ ---^" ^ îi la rencontre l'un de l'autre. Cet éconlemwt

' ^f de l'électricité durera un certain temps, d'âo-

11^'' tant plus considérable que le fil conjonctif ffii

¥\vi. 332. Loi de» tciisiui.s électrique» dans lui-i»fi"e plus long. Or, k mesure que l'elfC'

un circuit voluïquc homogôiie. tricité rassemblée en P et en N s'en va, elle efl

renouvelée par la force électro -motrice : le* tensions aux pôles conser\*ent donc toujours, malgré l'écoulement continu de rtlcctricité, une certaine valeur constante, qui dépend de la résistance du conducteur PMX, ftqoe nous représentons par les ordonnées P A et N B ; cette tension polaire est d'antant plnj» grande que la conductibilité du fil P M N est plus grande ; elle ne pourrait être égile à la tension existante, quand le circuit est ouvert, que si la résistance du fil conjonctif était infinie.

Considérons maintenant ce qui se passe dans le circuit PMX pendant que les fluidet positif et négatif marchent en allant des uôles vers le point milieu M. Dans un tcnip» infiniment court, une partie du fluide positif accumulé au pôle P s'est avancée jusqu'en un point voisin Pi; dans l'instant suivant une portion du fluide existant en Pi a été poussée en P.; mais pendant ce temps P, recevait du pôle P de nouvelles quantité* d'électricité, de sorte qu'a im moment donné on trouve aux points P, P|, P. de l'clrttricité libre, mais en quantité décroissante, à mesure qu'on s'éloigne du pôle P. l/éconlement de l'cUectricité négative s'opère exactement de la même manière k l'autn* jH'le N; et quand les deux fluides sont tous deux parvenus en M, ils se neutralisent. La tension électrique doit donc être nulle en ce point, et à partir de là elle va en croissant, à mesure (Hi'on se rapproche de l'un ou de l'autre pôle jusqu'il ce qu'elle atteigne K-* valeurs maxima PA et NB; si le fil conjonctif possède le même pouvoir conducteur «iin-* tous ses points, les accroissements de la tension d*- part et d'autre de M sont |l^opl•^ tionnils aux longueurs parcourues. Par conséquent, au moment où le» deux l'icftricités s(î rencontrent au milieu M du circuit, la distribution des tensions électriqne*

KLECTIllCITÉ DYNAMIQUK. 5lH

dmns lo fil oo^jonctif ost la mémo quo dans TintiSrieur de la pile; si donc le point C répond aa point M, la droite AB représentera à la fois la marche do la tension électrique à rint^rienr de la pile et dans le fil conjonctif. On conçoit d'ailleurs que la distribution des fluides qui existe au moment de leur rencontre en M se maintienne telle quelle pendant toute la durée du courant. Car au fur et à mesure que les électricités de nom eontraire se neutralisent à leur point de rencontre, elles sont remplacées par de nonrelies quantités d'électricité venues des points voisins où la tension est plus forte. Nouh voyons ainsi que la tension électrique dans le circuit décroit graduellemcut à mesure qa*on s'éloigne des pôles; le courant électrique consiste précisément dans le transport continu de Télectricité libre d'un point au suivant où la tension est moiiidro. Par analogie avec ce qui se passe dans un cours d'eau, on appelle chute rlectrique la différence de tcnsiun entre deux points consécutifs du circuit. La chute est d'autant plus forte que la tension est plus grande aux deux pôles, et que la longueur ainsi que la résistance spécifiques du fil conjonctif sont plus faibles.

Léh chute électrique n'est représentée par une ligne droite que dans le cas où la section et la cunductibilité du fil conjonctif ont partout les iiième» valeurs. Lorsque le circnît n'est pas homogène, la chute totale se compose de plusieurs chutes partiellcH, qui varient en raison inverse du pouvoir conducteur de la section et de la longueur des différentes parties du circuit. 8i nous désignons par Ë la différence de tension électrique entre deux points consécutifs d'un premier conducteur; par Ë' la même quantité relativement k un second conducteur, par K et K' les conductibilités correspondantes, par H ^ 8' les sections, chaque section du premier conducteur sera traversée par une quantité d'électricité EKS, et chaque section du second par la quantité E'K'8'. Or, comme les deux conducteurs font partie du même circuit, il faut que EKS = E'K'S', d'où l'on

^^^^ : ', = ir u • Supp<>8on8, par exemple, que le circuit soit composé de deux par-

^^n PC et NC (Fîg. 333' , que la deniière partie ait une section plus grande et oftrc

^oînt de résistance que la première : la chute

•^r* représentée pour la portion P( ' par la droite . ^

•^^ , et pour la portion CX par ime droite qui / :

Joindrait le point F au point H, et qui n'est pas

**'*cée sur la figure.

On voit, il la simple inspection de la figure, que / ;

U longueur CX du second conducteur pourrait N ii ») K .p

^tre remplacée par une longueur CI) du premier ' /

telle que la résistance totale du circuit restAt la . . /

ttiéme. Ijh longueur d'un fil qui produirait la |,

même résistance qu'un autre d'une section et d'une :

réiistancc déterminée , se nomme la lomueur nr

duùe du premier fil rapportée au second. Si on dé- " K

ligne par / la longueur réduite du circuit, par c ri^,'. 333. - Chuti; t^U-ciriquv daiw un circuU

la quantité d'électricité libre qui est accumulée à non iiomo^rciu*.

chaque pôle P, et X de la pile, la chute électrique

A pour valeur : ^ = ' ; M. Kohlrausch a démontré directement r«'xnetitude de cette

formule en comparant au moyen de réleetroniètre les électriciteH lil)n:s en différents points du circuit avec celles qui existent aux pôles.

LcB considérations qui précèdent denmndent ù être n^etifiées sur un point. Jusqu'ici noua avons regardé comme équivalentes les expressions : teiuion ^Icrtriqve et t'IectricUé libre, et nous avons dû adm<:ttre en conséquence que rélectricité libre était distribuée dans tous les points d'une même section du circuit eouune le suppose la Fig. XV2. Or il y aurait la une contradiction avec ce fait démontn' §1*01, que. ri'iectricitt' libre s'nceumule t«»ut entière h la surface des corps conducteurs. La contradietion disparait si Ton ne regarde plus comme syn(>nyines les termes d(î trujtiou et iVt'ferfrirttf' fif/rCf dès <|u'il s'agit d'électricité en mouvement. Nous entendrons dès lors pur le nn»t de teiulon la force

oiW

DB L liXEOTUlClTE.

qaî tend k poasser dans au sens on dans Tantre nne certaine quantité d*Acctrieît« pon* tive on négative. Il n*est point dn tout indispensable qa*il y ait accumulation d'ékftri* cité libre au point même où se manifeste la tension : en effet, les attractions et let répulsions électriques 8*exerçant k distance, Télectricité libre qui se trouTe k la surface pourra développer des tensions dans Tintérieur du conducteur sans que -pour cela de Te'- Icctricitc libre s'accumule dans ces parties intérieures, car la tension produite pooiic autant de fluide positif d*un cdté que de fluide négatif de Taotre. La force en veito et laquelle un agent comme Télectricité, dont Tintensité varie en raison inverse dn eim de la distance, attire ou repousse une unité du même agent, se nomme \m force ptêmtieile (PotetUtalfuncticn) ou la charge dynamique (Gaugain). Les Fig. 331 et 332 représentent la marche de la charge dynamique ou de la force potentielle aux diflereati points d*un c<»nducteur linéaire.

315. Courants dérirét. — Si Ton réunit par un ou plusieurs Ois métallique;

Ar^ B, Ar j B (Fig. 33^i) deux points A et B d'un circuit PAriDN parcouru par

un courant, ce courant se divise en autant de bras qu*il y a de fiU de dêritation

Ar^B, ArjB. Le fil Ar, DN est le circuit princiiHil; la partie Ar, B compiise

r - - entre les poitits de dérivation se

FlfT- ^^ — CoOFânU dérivé*.

nomme V intervalle de dérivation, et le courant qui traverse cette partie est le courant partiel ; oo appelle courants dêrtr^ ceux qui passent dans les fils de dêrivatioD.

il est évident que dans Tinteralle de dérivation Ar, B le coorant sen moins intense que dans le reste du circuit principal ; mais on toU aussi qu'en dehors de Tintent dedéiivation le courant primitif deviendra plus intense, puisque la présence des fils de dérivation diminue la ré^^istance du circuit total entre les points AetB. Nous avons maintenant à rechen.'lier la relation qui existe entre les intensiti^ du courant dan'' les différentes prties du circuit. Or il est clair que la quantité d'électricité qui traverse dans l'unité de tem|»s Tensemble des section^ des til* Ar, B, Ar, B, .Vr. B doit être é^l«:» à telle qui passe i>ar la section d\i nnuit princi^ial placé on dehors de< |K»iiits de dérivation. Donc, en dé<i;:n;iiit |»ar I,, '«« 'î K's intei*>îtés du courant en r, , #•,. r-, |iar i rinten>ité en Pr.V. im'^'î aurons :

Si nous tousidérou^ comme positive ^inten^i<é de? courants qui se «Urigeiil vers un \xÀnl de dérivation tel que A, et comme né;pative l'intensité des lourut qui s'éloignent du même point , l'équation prévVnlente se tra<iuit par l'énoniv suivaut : hi sMtune algêbrifpte des iutehsitt-s de tous les courant !< qui pnrteftt d'un même poi:^t de dérivation ou qui •/ »ihvutisseitt est égale à zéro. CC'.f loi peut être représ**ntéo par ki fonnule svmlM>lii|ue :

qu'on lit! somrne de légale zéro. Quand il n'existe qu'une seule force électromotrice dans le circuit, comme c'est le cas représenté dans la Fig. 334, on peut employer immédiatement la formule d'Ohm IR = E , en y mettant à la place de IR la somme des produits tV •+• ^^r^ + i^r^ +... etc, ; r, î\, r^, représentent les résistances des parties du circuit qui ont pour intensités correspondantes î, i^ , i,, ... On obtient ainsi l'équation : ir + iiVi -f- if^'s + ^3**5 = E. Si, au lieu d'une force électro-motrice j le circuit en renferme plusieurs E^, E, etc., il n'y a qu'à mettre à la place de E , dans l'équation précédente, la somme E, -4- E, + E,... La loi d'Ohm appliquée au cas d'un courant à plusieurs dérivations et à plusieurs forces électro- motrices prend donc la forme