CHAPITRE III

306. DifléraitM sortes de movfemeiits de rèlectrielté. — Nous avons vu, dans le chapitre P** de ce livre, l'électricité accumulée sur un corps quelconque se mettre en mouvement, dès qu'on en approche un conducteur; il se développe par influence, sur la partie de ce conducteur la plus rapprochée du corps êlectrisé, de l'électricité de nom contraire à celle du corps inducteur, et comme les électricités d'espèces différentes s'attirent, il arrive , quand les deux corps sont assez rapprochés l'un de l'autre, que leurs électricités se portent brusquement à la rencontre l'une de l'autre, et se recomposent pour former du fluide neutre. Cette recomposition instantanée des électricités de nom contraire s'accompagne toujours d'un dégagement de lumière et se nomme la décharge cUsnipUre; le courant électrique qui prend naissance dans ces conditions est appelé courant de décharge.

Le mouvement de rélectricilê est auti*e quand il s'établit dans le fll conjonctif qui réunit deux métaux plongés dans un liquide: au fur et à mesure que la difierence des tensions électriques entre les deux métaux tend à s'égaliser, elle est rétablie par les forces électro-motrices qui agissent au contact des métaux avec le liquide; il se produit ainsi dans le fil conjonctif un écliange continu d'électricité, échange qui conserve la même intensité, aussi longtemps que les forces électro -motrices et les conditions de conductibilité ne varient point. Ce mode de mouvement de l'électricité constitue le courant voltaïque ou galvanique. Un courant de même nature >'établit dans un circuit métallique formé de plusieurs métaux soudés ensemble, et où la difierence de tension électrique est entretenue par l'inéga- Htê de température des difierentes soudures.

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

307. GeiriBt de décharge. — La décharge disruptivo de l'électricité accumulée dans un corps conducteu!* isolé ne consiste pas dans le simple transport du fluide sur Vexcilatein\ c'est-à-dire sur le conducteur qui sert à opérer la décharge. Il s'établit toujours un échange en quantités égales entre les électricités de nom contraire qui sont en prés^Mice ; car tout conducteur qu*on approche d'un corjjs êlectrisé ne reste pas à l'état neutre : il so charge par influence de fluide de nom contraire à celui du corps conducteur, et la décharge a lieu dès que les tensions des deux électricités sont assez grandes pour vaincre la résistance opposée par la coucin* d'air inter- I»osée entre les deux corps en pré.sence.

Quand le corps êlectrisé est bon conducteur et qu'on met l'excitateur en communication à la fois avec le corps à décliargeret avec le sol, la décharge est complète: les deux corps rentrent a l'état neutre. Si, au contraire, les <leux corps sont isolés, une partie seulement de l'électricité passe sur l'excitateur. I^ décharge est encore incomplète toutes les fois qu'une couche d'air

660 DE L*ÉI.EGTRICITÉ

plus ou moins épaisse sépare le corps électrisé de Texcitateur. Préseute-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 dayantage l'excitateur, une deuxième étincelle se produit, et ainsi de suite.

307*. Distance ezplosife. Durée de l'étincelle. Titesse de prop&gatiei de VUmMcité. — 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 r électricité. De là cette conséquence que toute décharge doit se composer dW série de décharges partielles ; c'est ce qu'on peut démontrer expérimentalement. Siy en effet, on présente l'excitateur au corps électrisé, de manière que l'intervalle qui sépare ces deux corps soit juste ^al 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 qu'une nouvelle décharge se fasse, et cette dernière ne pourra être complète que lorsque la distance des deux corps sera nulle.

La décharge totale se compose donc d*une série de décharges partielles qui se soccédeat depuis le moment où l'excitateur est assez près du corps électrisé pour qu'une première étiscelle puisse jaillir, jusqu'à Tinstant où les deux corps se touchent. Wheatstooe a DK«trê,eB outre, que chaque décharge partielle consiste dans la succession d*un certain nombre dr décharges élémentaires plus petites, de sorte que, pour une même distance explotÎTe, ilj i toiigours plusieurs étincelles qui jaillissent successivement.

En vue de cette démonstration, Wheatstoue a d*abord mesuré la vitesse de propigitiot de réiectricité, c'est-à-dire la vitesse du courant de décharge ; il a employé dans ce hot me méthode analogue à celle dont on s'est servi plus tard pour mesurer la vitesse de propiisiliai de la lumière dans différents milieux, et il a trouvé que l'électricité se meut à travers la 11 de cuivre avec une vitesse d'euvii*on 460.000 kilomètres par seconde.

Avec une vitesse aussi considérable, Fétincelle qui part entre deux conductairs voiwi devrait avoir une durée inappréciable, si elle ne se composait que d'une seule déchaiige.Or, Wheatstone, et plus tard M. Fedderaen, observant l'étincelle dans un miroir toamast ntc rapidité autour d'un axe parallèle à la direction de l'étincelle, ont aperçu, au lin ^^ étroite ligne de feu, une bande lumineuse d'autant plus étalée que la vitesse de rotadossuil plus grande ; ils en ont conclu que Tétincelle a une durée appréciable qu*on peut moyen de la largeur de son image vue dans le miroir tournant et de la vitesse de de ce dernier; que, par conséquent, elle se compose en réalité d'une série de dccbnfo successives qui se produisent toutes à la même distance. Les recherches dont dots psriosi ont montré, en outre, que la durée de l'étincelle augmente avec la distance explosive, oo. « qui revient au même, avec la densité électrique, car ces deux quantités sont proportiooaiQ» l'une à l'autre; cette durée croît aussi avec la grandeur de la résistance du milieu intcrpo».

Les lois établies ci-dessus, relativement à la décharge disruptive, ne s*appliquent« nous l'avons déjà dit, qu*au cas où le corps électrisé et l'excitateur sont tous deux dncteurs de rélcctiicité. Il va de soi qu'un corps isolant ne saurait servir d*excitalear, os ^ moins qu'il ne déchargerait que ti-câ incomplètement le corps électiisé, car il oepeutpmiit qu'une quantité fort minime d*électricité. D'un autre côté, si un corps i^Unt a clé electri* par le frottement, on peut bien, à l'aide d'un excitateur, en tirer quelques étincelles et lepri'ï' ainsi d'une partie cle son ôlcctricitc; mais, aloi*s même que le corps conducteur tnscbenri le coi-ps isolant, réiectricité de ce dernier ne se |)crdrait que très lentement. Cest \à cèft explique un fait qu'on observe dans tous les ai)pareils destinée à produire de rdectrifl* par influence, et dans lesquels les sui-faces métalliques qui remplissent le rôle de oiUecMr et de condensateur sont séparées, non point par une simple couche «l'air» mais par ua isolateur solide, tel qu'une lame de verre: si nous établissons, par exemple, une commiiiiicsDi* métallique entre les deux armatui-es d'une bouteille de Leyde chargée, nous ne fmrrmau Jamais à la décharger complètement du premier coup; il reste td^oun dans la baal«Utv

ÉLECTRICITÉ DYNAMCQOE 601

MU d'électricité libfe, qiii ne se perd que ti-èa lentenkeat. On explique ce phéDomèna en idmeltaut qu'uue certaine quantité d'électricité se transporte à la surface do la lame iaolante i y adhère plus ou moins longtemps, surtout quand la charge est forte.

[On démontre, d'ailleurs, à l'aide (Tune bouteille de Leyde dont las armaturei peuTeotêtre éparées du vei-re, que l'électricité se comleau à la surface même de la lame isolante et non MOB les armatures.]

SOS. niu èltetrtqBM. — Pour obtenir des courants électriques coatinus, on e sert île la pile. [Oa en a imaginé un grand nombre d'espèces; elles se ivisent en piles h courant variable et piles à courant constant.]

Piles a courant variable. — Pile de volta. — La forme de pile la lus ancienne est celle de Volta ou de la pile à colonne. Chaque élément de ette pile se compose d'un disque de cuivre et d'un disque de zinc entre lesuels est interposée une rondelle de drap ou de feutre imbibée d'eau acidulée. A superposition d'un certain iiontlirede ces couples constitue la pile; il fout voir soin de placer les métaux toujours dans le même ordre ; habituellement î9 deux disques métalliques contigus sont soudés l'un à l'autre. A chaque xtrémitéouj[jâ'/ede la pile, c'est-à-dire au dernier cuivre et au dernier zinc, st fixé un fil de cuivre qui porte le nom de rhéophore o\i d'électrode. Quand m établit, soit directement soit indirectement, la communication entre les leux électrodes, le circuit ainsi fermé est parcouru par un courant d'élecricité, qui va du pôle positif au pôle négatif.

Vit*. Plia à csoresDe de tiuti. — Une modification de la pile à colonne déjà maginée par Volta, consiste à verser le liquide acidulé dans un vase de 'erre ou de grès, et à y pion- r. /

[er les deux métaux; on a , ( \^ZS> insi un couple. Veut-on \ ijW^.i .-.,

ibtenir une piie, il suffit de N -^X ' , ^ ^i-'.ij- jl IJ

éonir plusieurs de ces cou- /^^^

les, de telle sorte, que des „ „. „, ^

,, ., „. 1- ■ , Fio. 371, - Pile i cooronne iIb t»ii»i.

lU métalliques relient le

iac d' (fig. 375) du premier couple au cuivre b' du deuxième, le' zinc o! ' D deuxième couple au cuivre b" du troisième et ainsi de suite. Telle est la ispositiondela pile ^couronne de tasses.

M8*.nU4a Y<tllut«. PUfl i» ■oich'. — Quand on ne tient pas essentiellelent i avoir un courant conslant, on se sert parfois encore de nos jours 3 piles analogues à la précédente, mais d'un maniement plus commode; tll« sont la pile de Wollaston [et la pile de Manch]. La première ne iflîère de la pile à couronne de tasses que par deux points; la lame de cuivre ) chaque couple est repliée de manière à entourer, sans les toucher, « deux faces de la lame de zinc, ce qui augmente la surface métallique sstinée à recueillir l'électricité développée dans le liquide ; les anses métalfDe» qui réunissent le cuivre et le zinc de deux couples consécutifs sont mtes fixées à une même traverse horizontale de bois qu'on peut élever ou laisser à volonté, de manière à faire plonger à la fois tous les couples ins le liquide acidulé des bocaux ou à les en retirer. Cette pile est d'un sploi très commode; car, pour la mettre en activité, il suffit d'immei^er • couples ; sitôt qu'on ne s'en sert plus, on relève la traverse de bois, lo que les métaux ne restent pas eu contact avec l'eau acidulée.

662 DE l'électricité

[Le dispositif de lapi/erfeil/(mc/i estencore plus simple ; tous les couples plongent datis une même auge de bois mastiquée à l'intérieur. Sous uo petit volume, cette pile donne des effets très énergiques, mais peu durables.) (W. Chtiu KalTUlqsB de PnlrenBaelMr. — M. Pulvermacher a imagioé, pour les usages médicaux, une pile eu forme de chaîneipi peut s'appliquer sur les différentes parties du corps. Chaque couple ou chaînon de cette pile se compose d'un petit billot de bois a (fig. 376) sur lequel sont enroula en hélice un âl de cuivre et un fil de zinc logés àm des sillons séparés et parallèles. Les deux chefs do fil de zinc d'un couple donné sont liés aux chefs conopondants du fil de cuivre du chaînon précédent; le fil de cuivre du même couple est relié de la même manién au fil de zinc du billot suivant. En outre, tous les cotJ pies sont articulés entre eux, de telle sorle que 1^ pile se présente sous la forme d'un chaîne flexible. Pii« de^iwiMcher Pour mettre la pile de Pulverraacher en actiTitt.

on la trempe dans de l'eau vinaigrée comme le monb-la figure 377, puis on applique sur la p«au les deux pôles de maQièrv i comprendre entre eus la partie malade à travers laquelle on veut faire piîser le courant.

La figure 378 représente la manière de disposer une double chaioe gai"

Emcli

nique pour électriser les muscles de l'avant-bras : les extrémités de bckiîr portent des tubes de cuivre creux qui s'appliquent, par l'intermèdiure •i'B' éponge mouillée, en deux points de la peau situés sur le trajet des musd* Un mécanisme particulier, placé dans ces cylindres métalliques, pené . d'interrompre ou de rétablir à volonté le courant, de manière & produire^ I oommotîons.

La pile de Pulvermacher produit dans les premiers iastanU Mf eu égard au petit volume de l'appareil, mais ell*

sdeidtO » .-iftiUl f

très rapidement, et on lui préfère avec raison les piles à courant constant dont il sera question plus loin.]

308d. Plies sèches. — On a imaginé des piles sans liquide, qui présentent l'avantage de fournir de rélectricité pendant très longtemps, mais qui donnent des courants extrêmement faibles. La pile sèche de Zamboni se compose de rondelles de papier recouvertes, sur une seule de leurs faces, alternativement d'une couche de cuivre et d'une couche de zinc; on empile ces rondelles dans un tube de verre, toujours dans le même ordre, de manière qu'une surface cuivre soit en contact avec une surface zinc ; à chaque extrémité de la pile est adapté un bouton métallique qui sert à porter les électrodes. Le papier, en vertu de ses propriétés hygroscopiques, joue dans ce cas le rôle d'un conducteur humide, et le zinc s'oxyde lentement. La pile Zamboni ne diffère donc de celle de Volta que par rinfériorité de ses effets; mais, comme elle est formée d'un nombre très considérable d'éléments, on obtient, quand les pôles sont isolés, des effets de tension assez marqués, qu'on utilise pour la construction d'électroscopes excessivement sensibles.

30S«. Caoses d*afkibli8sement de la pile. Polarité secondaire des éléments. — Toutes les fois qu'on a besoin d'un courant constant et de longue durée, on ne peut employer ni la pile de Volta, ni celles qui sont construites d'après le même type. Dans ces piles, en effet, il se produit, par suite des actions chimiques intérieures du liquide, un courant secondaire qui va en augmentant progressivement d'intensité et qui marche eu sens contraire du courant primitif; ce dernier s'affaiblit donc de plus en plus jusqu'à ce que finalement ilsoit 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 le liquide, d*une part en acide anhydre et oxygène, d'autre part en hydrogène ; le premier groupe de corps se porte sur le zinc, l'oxyde, et la base qui en résulte se combine avec l'acide sulfurique pour former du sulfate de nnc qui se dissout dans le liquide; quant à l'hydrogène, il se porto sur le cuivre et y forme une couche plus ou moins épaisse. Or, nous BTODS vu, § 300, que les gaz, en contact avec les métaux, dégagent de rélectricité : l'hydrogène, qui adhère au cuivre, produit le même effet |ae si le cuivre était recouvert d'un métal attaquable par l'eau acidulée. Il 86 produit donc un courant secondaire qui marche en sens contraire du courant primitif; le courant résultant est égal à leur différence, si son 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 électro-positif ou plus attaquable que l'hydrogène, son action l'emporte et le cuivre reste le pôle positif. [Quant à la cessation absolue de courant au bout d'un certain temps, elle tient à la formation du sulfate de zinc, qui, décomposé par le eoorant lui-même, laisse déposer du zinc sur le cuivre ; les deux éléments du couple sont alors formés de métaux identiques, et, par suite, le courant ne peut plus se produire.]

109. PilM à covaat constant. — On peut éviter la formation de ce contre-counnt en mettant chacun des métaux du couple en contact avec un liquide ^fà ne donne pas de produits de décomposition capables d'engendrer un courant en sens contraire du courant principal. On obtient de cette manière

664 DE t'ÉLECTBICITÉ

des piles qui présentent nne constance d'intensité remarquable, ce sont Us piles dites à deuœ liquides. Ces piles se distinguent de celle de Volta, eu ce que chaque couple se compose de deux métaux et de deux liquides. Vu vasa extérieur, en grès ou en verre V (fig. 379), renferme l'un des liquides, dans lequel plonge le premier métal Z, auquel on donne, en général, la forme d'un cvlinitre creux fendu latéralement. L'intérieur de c-' cylindre est occupé par un vase poreux ou diaphragme D en terre de pipe dégourdie qui renferme le second liquide, et dans lequel o; introduit un cylindre ou une lame du sraiini métal. La constance du courant est sulnjrdonnûc au choix du liquide mis eu cont».': avec chaque métal.

Dans les piles à courant constant, on «dploie toujours comme élément négatif du àm- Fio. 379. - Coupla de D»iiieii. amalgamé, c'est-à-dire du zinc dont un a frotté la surface avec du mercure, l^e zinc du commerce renferme beaucoup d'impuretés, et notamment des parcelles de fer et de cadmium ; de sorte que si on le plonge tel quel dans l'eau acidulM. il s'établit de petits courants galvaniques entre les différents points hél^rogènes de la lame métallique, ce qui entraîne l'usure très rapide duzioc. sans qu'on puisse utiliser l'électricité ainsi produite; en outre, des bolk? d'hydrogène se dégagent sur ceux de ces points qui jouent le nile 'M p61e positif, elles augmentent la résistance intérieure de la pile et l'it tensité du courant est par cela même diminuée. On évite la prodactii-ii de ces courants en amalgamant la surface du zinc, ce qui rend ce roéul inattaquable tant que le circuit est ouvert. La puissance èlectro-moincf du zinc amalgamé ne diffère guère de celle du zinc chimiquenient pur. Nous allons décrire les formes les plus usitées qui ont été données aui piles k deux liquides.

309*. Pilede Danlell. — Dans cette pile, le zinc Z (fig. 379) est à l'extérieur et plonge dan.s de l'eau acidulée; le vase en terre poreuse D renferme v* dissolution de sulfate de cuivre et un cylindre de cuivre C. Le courantd'ia tel couple va, comme dans l'élément de Volta, du cuivre au zinc en dehors ik la pile, et du zinc au cuivre à l'intérieur. L'oxygène résultant des décompositions intérieures se porte sur le zinc, l'oxyde, et il se forme avec raciàsulfurique du sulfate de zinc. L'hytirogène mis en liberté, réduit !r sulfate de cuivre environnant, s'unit à l'oxygène de la base pour régénérer de l'eiiu, et précipite le métal, qui se dépose à la surface du lylindi* de cuivre. Afin de maintenir toujours au même degré de concentratioD 1) dissolution de sulfate de cuivre, on met dans le vase en terre poren* quelques cristaux de ce sel.

309*. PU» d« Groî». — Le méLnl extérieur est aussi un cylindre de zinc l (fig. 380) qui plonge dans de l'acide sulfurique étendu. Dans le rase pofwi se trouve une laine de platine P, entourée d'acide nitrique fumant. A not*" rieur du couple, le courant va du zinc au platine ; il se produit Jok. comme dans le couple de Daniel!, de l'oxygène qui se porte sur le ïm- ^

Pia. 380. — CanplB da OroTt.

ÂLBCTBICirâ DTNAMIQDB 665

de l'hydrogèoe qui, au lieu de se déposer sur le platine, réduit l'acide ot- Irique, et lui enlève de l'oxygène avec lequel il se combine pour former de l'eau ; il reste de l'acide hypo- nitrique qui se +

dégage quand l'acide nitrique en est saturé; mais ce dégagement gazeux n'étant pas directement dû 'a l'action du courant, les bulles ne se portent pas sur le platine et aucun courant secondaire inverse ne peut prendre naissance.

Ce couple, légèrement modîâè, est employé clans l'appareil de Mtddeldorpf pour In galranocaustique thermique (cf. § 322").

304''. Plis it BuMB. — Elle ne diffère de la précédente que par la nature du collecteur qui plonge dans l'acide azotique ; la feuille de platine est remplacée par un cylindre de charbon préparé, qu'on obtient en calcinant dans un moule (le fer un mélange intime de coke et de houille grassp bien pulvérisé et fortement tassé. Au lieu de charbon préparé, on emploie aussi le charbon très dur et bon conducteur qui se dé]K)se dans l'intérieur des cornues seiTant — ^^ à la préparation du gaz d'éclairage. La théorie du couph' de Hunsen est la même que celle du couple de fîrove, car le charbon joue le même rùle que le platine. I.a figure 381 représente une pile de Unnsen composée de six couples réunis en série.

SOS*. Filai avbfAronuto i» putuis.

— Indépendamment des piles que nous venons de décrire, on en a imaginé une fouln d'autres ; mais peu d'entre elles sont entrées dans la pratique. Nous devons toutefois faire une exception en faveur des piles au bichromnte de potasse. Pour éviter les vapeurs d'acide hypoazotique que répandent les couples tleGrove et de Dunsen, on a substitué à l'acide nitrique d'autres liquides oxydants, et particulièrement des solutions d'acide chromique ou de biciinunate de potasse additionné d'acide sulfurique; mais le cnurant obtenu par ce moyen est plus faible et moins constant. [La pile au bichromate de pota-sse ainsi construite est due il M. Uunsen, et ne diffère de la pile à charbon du même chimii^te que par In substitution de la solution acide de bichromate de potasse à l'acide nitrique.

I) existe une autre sorte de pile au bichromate de potasse, imaginée par Poggendorff et perfectionnée par M. Grenet; elle est à un seul liquide. Le couple se compose d'une lame do 7.inc qui peut èlre abaisisée ou élevée entre deux lames de charbon des cornues k gaz ; le tout plonge dans une solution renfermant 1/40 de bichromate de potasse et 1/40 d'aciile sulfurique ; un matras de verre contient le liquide. Le bichromate de potasse est pwiuit par l'hydrogène, et l'oxj'/le de chrome formé se dépose sur le zinc ;

Fis. 3SI. — Fil* ds Bnam.

6od DE L ELECTRICITE

ce dépôt diminue aussi l'intenBità du courant; mais M. Greoet remédie k cette cause d'affaiblissement, en insufflant, entre la lame de zinc et celles de charbon, de l'air qui, par l'agitation qu'il produit dans le liquide, enlèTe le dépôt d'oxyde de chrome.)

309*. CHpItds ■uiè-Dirr » nltiU de mereire. — Dans cette pile (flg. 383). disposée comme celle de Bunsen, l'acide azotique est remplacé par noe bouillie de sulfate de biosyde de mercure, sel très peu soluble, qui «ilonre le charbon C ; le zinc Z plonge dans de l'eau ordinaire ou salée. Les produits de la décomposition du sulfate mercuriqut sont de l'oxygène, dont s'empare l'hydrogène mil' sant, un sous-sulfate d'oxyde de mercure qnise dépose au fond du vase poreux et du mercure mêtilliquequi se rend sur le charbon.

[On emploie beaucoup, depuis un certain nombr» d'années, des piles au sulfate de mercuit, iits lesquelles il n'existe pas de diaphragme poreux; le charbon et le zinc se trouvent tous deux dans na même vase contenant de l'eau et un peu de sulbt^ D«»y, »u luifât* d« intr. niercurique; le mercure métallique mis en liberté

entretient l'amalgamation du zinc] [309'. Plis an inlhtedeplsfflb. — M. Marié-Davy a'proposé, pour absoriwr l'hydrogène dans les couples, l'emploi du sulfate de plomb, qui joiol i l'avantage de son peu de solubilil*' celui d'un bas prix de revient. U flgure 383 représente une pile au sulfate de plomb : chaque couple se compose d'une assiette de cuivre étamêC au fond de laquelle est placé un diiqse de zinc Z entouré d'eau salée; par-<^ Kus se trouve un diaphragme poreuxl' renfermant du Eulbte de pkmb imbibé d'eau salée et en couche suffisamment épaisse pour qu'il soit en coolad avec le plat decuivre du couple placé au-dessus. — Cette pile, peuembarrtisante, d'un entretien facÛe et pen coûteux, fournit un courant d'une astti grande constance. Avec le sulbtedt plomb, comme avec tous les sels pei solubles, on peut supprimer le diaphragme poreux. — Sous le rapport des effets produîta, \e chloruie de plomb et surtout celui d'argent sont encore préférables.]

3M . Batterie TOltaïqns da SleoMU. — Depuis quelques aoiiéeson fait en médecine un fréquent usage du courant continu; il était donc nécessain ^ construire des piles qu'on puisse monter et démonter rapidement on qu. t en restant montées et prêtes à fonctionner, cousen'ent loogtemu l«ft -priélt's électro-motrices. Nous allons décrire un certain nombre de ce rL'ils à courant continu destinés aux usages médicaux. batieriede Siemens se compose de couples de Danidl modité) <ie 1*

no. 3t<l. — l'Llo il.^ .M>rii>-Ui.vj I plomb. — C. C. C. Auiattci dn cuivra — D. D, D... Vaut ]>oreux ronleDanl la I da aulfala da pIsmK — 7., /., 7..., Dix

decin ^^ consl ^UOttt(

ÉLKCTRICITB DYNAMIQUE 667

manière suivante: dans le^vase extérieur se trouve une capsule en terre de pipe dont le fond, tourné vers le haut, est percé d'une ouverture dans laquelle on a mastiqué un étroit cylindre de verre. L'inlérieirr du vase en terre de pipe renferme une lame de cuivre recourbée plusieurs fois sur ellemême, et à laquelle est soudé un fil de cuivre. Sur le diaphragme poreux est étendue une couche de papier mâché, qu'on a traitée successivement par l'acide sulfurique et Teau, de manière à la transformer en une masse compacte ; enfin, par-dessus cette couche de papier se place un cylindre de zinc. Le cylindre de verre qui surmonte la capsule en terre de pipe est rempli de cristaux de sulfate de cuivre sur lesquels on verse de l'eau ; dans le vase de verre extérieur on introduit de l'eau ou bien une dissolution d'acide sulfu > rique très étendue. Un couple ainsi construit peut fonctionner pendant plusieurs années, sans qu'il soit besoin d'y toucher, si ce n'est pour renouveler de temps k autre l'acide sulfurique et les cristaux de sulfate de cuivre. Quand finalement l'activité de la pile s'est éteinte, on est obligé de remplacer le papier mâché. La force d'un de ces couples est moindre que celle d'un couple de Daniell ordinaire ; mais une batterie de 60 éléments suffit à presque tous les usages.

La batterie de Meidingei\ adoptée depuis quelques années pour le service de la télégraphie en Allemagne, est aussi une modification de la pile de Daniell. Elle a l'avantage de fonctionner pendant plusieurs mois avec la même intensité, d'être très facile à nettoyer et h renouveler, tandis que la batterie de Siemens nécessite Tintervention d*un ouvrier spécial à cause de la préparation qu'il faut faire subir à la couche de papier mâché.

309>>. Batterie de Stcrturer. — Cette pile se compose de couples zinc et charbon, dont le nombre peut être porté jusqu'à 32, et qui sont construits de la manière suivante : le charbon lui-même a la forme d'une auge et rend ainsi superflu l'emploi d'un diaphragme en terre de pipe ; on remplit l'intérieur du charbon de sable qu'on arrose avec 10 à 12 gouttes d'une solution concentrée d'acide chromique. Un cylindre de zinc amalgamé entoure le charbon et plonge avec lui dans un vase rempli d'eau acidulée. Ces couples produisent un courant bien plus intense, mais moins constant que ceux de Siemens.

On peut les disposer de la même manière que dans la pile de Wollaston, en faisant porter tous les cylindres de charbon et de zinc par une traverse commune, qui permet de plonger à la fois tous les éléments dans l'eau acidulée et de les en retirer à volonté.

[309^ Pile portatif e de Stohrer. — M. Stœhrer a construit aussi une pile portative spécialement destinée aux usages médicaux. Cette pile ne diffère pas essentiellement de celle de Wollaston ; elle représente, par conséquent, en réalité une pile à courant variable. Chaque couple se compose, en effet, d'une lame de zinc amalgamé et d'une lame de charbon plongeant dans une auge en verre remplie d'eau acidulée. Les couples, au nombre de trente, sont alignés sur deux rangs et renfermés dans une caisse en bois munie d'un couvercle. La tige métallique qui établit la communication entre les éléments de nom contraire de deux couples consécutifs est surmontée d'un crochet en cuivre ; tous les crochets sont suspendus à une même traverse en bois qui peut être fixée à volonté a deux hauteurs différentes, ce qui

668 DE l/ÉLECTRICITÉ

permet de retirer du liquide acidulé tous les éléments à la fois, quand on n a plus besoin de la pile. La traverse en bois est creusée dans toute sa longueur d'une rainure dans laquelle glisse un chariot qui porte deux bornes métalliques correspondantes aux deux pôles de la pile et destinées à recevoir les électrodes ; la communication entre ces bornes et les pôles s'établit par l'intermédiaire de deux ressorts fixés sur les côtés du chariot et qui pressent contre deux des 'crochets suspenseurs des éléments. Grâce à cette disposition, on peut introduire dans le circuit tel nombre pair de couples que l'on désire, depuis 2 jusqu'à 30.

Sur le chariot se trouve, en outre, un commutateur fort semblable à celai de M. Bertin (cf. § 309"»), et qui permet d'interrompre à volonté le couraDt ou d'en changer le sens. Cette pile peut conserver son activité pendant plusieurs mois, si on a la précaution de retirer les éléments de l'eau acidule<?, chaque fois qu'on ne se sert plus du courant.]

[309^. Pile portatif e an chlorure d'argent dn docteur Pincns^'>. — Chaque couple de cette pile se compose d'un dé en argent contenant une bouillie de chlorure du même métal au milieu de laquelle plongent quatre petites lames de zinc amalgamé disposées à angle droit et portées par un fil métallique entouré ix gutta-percha ; le tout est contenu dans un petit tube en verre rempli d'ean acidulée. Quoique ne renfermant qu'un seul liquide, la pile en question doniuun courant sensiblement constant ; car l'hydrogène mis en liberté réduit k chlorure d'argent et ne peut donc pas se déposer sur le dé qui représente l'élément positif; par ce moyen, on évite la formation d'un courant secondaire qui viendrait afiaiblir le courant principal ; Tacide chlorhydri(iut ainsi produit attaque à son tour le zinc et donne du chlorure de zinc.

Les couples au nombre de soixante, sont alignés sur six rangs. Des inverses en bois avec chariots mobiles, comme dans la pile portative de Stœhrer, permettent de supprimer le contact entre les éléments et l'eau acidulée, et d'introduire dans le circuit un plus ou moins grand nombre «fe couples. Un commutateur et un rhéostat ont été annexés à l'appareil 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 soa entretien.]

[309^. Pile portati?e à courant continu de Rnhmkorff et Dnchene^^. — Cette pik (fig. 384), est à un seul liquide et donne néanmoins un courant d'uw énergie assez constante. Elle comprend quarante -deux couples compost chacun d'une lame de zinc z et d'une lame de charbon c qu*on fii» plonger dans un vase de verre V renfermant de l'eau ordinaire et ub? petite quantité de sulfate de mercure. Le charbon est recouvert sff toute sa surface d'un enduit particulier consistant en une couche de mousif de platine pour la partie qui regarde le zinc, et en vernis ordinaire pour te autres parties.

Les couples sont disposés par séries de sept sur six rangs de profondenr,

<<) La desoripiion de cotte pile se tronve dans Touvrnpe lOÎTant : R. Brmmer, UntertttcktMfm •*' MHtbaehtungen auf dem Gebiete der EUhtrotherapir^ t. II, p. 5 et 24. L«ipiig, ISTUi W DttriiiNMB, De VèJectrisalion localisée, fie, 3* édit. P.ins, 1870.

ELECTRICITE DTNAMIQUE

. placés dans l'intérieur d'une caisse eu bois A, A, A. Tous les éléiuents int fixés par leur partie supérieure à un double fond en bois C qu'on peut erer ou abaisser à volouté, au moyen des boutons b qui terminent un axe >rizoDtal muni de deux pignons d, d, dont les dents engrènent dans les jea à crémaillère d', d'. Cette disposition permet de régler, suivant les be-

Fia.JBi. — Pils porUUn i canrtnt coDtinu da Huhmkartt «1 Duch«nne. — A,A.A,BaiU an boit, du* laqDclta h troon taDfcmi* la pil*. — B, Fond da la boîlc, aur laquel aoat poda l«a T»a*a d« varra dci «nplaa. — C, Doubla rond aarraol da cauTarcI-! rcllcclift loDi In coapln

— k) BautOD da rdglaga qu'on la-:riia peur hauaaaroa abaiaaar la doubla fond qui p«rta la* éttnaau d« la pila. — e) Charbon d'un cuuple. — i/ L*m« da iloo d'un coupla. — r) Va*e an Tarn d'un coupla ranfcmant du lulfala da mereura al da IVau, qui doit a'àlevar luujoun 1 U aim» bautaur. — fl Fantlra laUrkle qui permat d'ipercavoir la niiMu da liqalda dan* l«

optraaE 1* noufamaal d*aicaa>ion ou da deacaota daa tlèmeot*. — ii') Cliquai |iOur arièlar la inoD*<Diant au point voalu. — i) Tampon da charbon pour appliquer la couraot. — ft Haloton da m* màtilliquca TacoDTïrla de uia, pour former la* tlaelrodci. — ç, g) Bchallaa divUtfi ■ndiquani la biulanr d'inmtnlon d*a coupla* *l *arTanl do gradualtwr pour I* qointitt d'ilactricitt dtialoppéa. — p'^Curaaur parmatLant da hlraTiriarla oonibr* daa eanpUa auocita

09 peut aalaTai d'us lanl coup la doubla fond C et laa dlémrnla qui t'y irouveM auipapdua.

— tiy Boraa où aboulil la pBlr migatir et 1 iaquella oD tdiple l'un d« rhtopbort*. — rj Borna rnrrcapundtnla au pSIa polit]/ et daatinée t raoavoir l'sutra rh^ophore, — T. f J Tipa cl tuba! aorxnt da guidea pour ruaceiiaiou do doubla tvwi,

un», la ijuanfiVe d electricili'- produite, puisqu'on peut, eu Eaisaot plonger IM ou moins les éléments ilnns l'enii acidulée, augmenter ou réduire a >lonté l'étendue <le la surface iiMiiiergée et par suite attaquée. Deux échelles vîséfs Q , g, servent de gratluatcur en Indiquant la liauteur de la partie clames itinc et charbon i>n contact avec le liquide. Une autre disijositior >n moins ingénieuse fournit le moyen de inoiliher la tension du courant : t obtient ce résultat en faisant mouvoir le curseur g' ; selon que ce curseur t plus ou moins enfoncé, le nombre des couples qui font partie du circuit t plus ou moins grand, et peut varier depuis un seul jusqu'à quarante- deux.

DE L'ÉLECTRIOré

iQ chlorur* CoDpIi ■

La faculté qu'on a da graduer ainsi la pile de RohmkorffetDachenne «a quantité eten tension, rend cet appareil très précieux, surtout dans le« eipé* riences de physiologie et dans les applications thérapeutiques.]

[309'. Pik fwtttlTe k cevut c«atin 4» fitUk. — Nous empruntous la description de celte pile à un mémoire de MM. Mallez et Tripier '''. Le couple adopté par M. Gaiffe est le couple au chlorure d'ai^ent de M. Warren de la Rue, modiSè de façou à en simplifier la manipulation et l'emploi. Cet èlénwnl se compose d'une lamedezint Z (fig. 385) et d'une lame il« chlorure d'argent fonilu Ytoutes deux contenues ilaii un flacon en caoutchouc «lum GHST(.fig. 386). qui se ferme hermétiquement à l'aide du couvercle à vis GH . Des cmopons en argent fin V, V, ^ur lesquels s'accrochent les lames Z, Y, portent les ci?:itacts qui établissent extérifurement les communicatlous. Deux petits coussins I, 1' et un lien JK, »■■ caoutchouc, maintiennent entre les lames un écartement convenable «: fixe. Le liquide excitateur est de l'eau distillée contenant 2,5 p. 100 dechli" rure de zinc.

Tant que le circuit est ouvert, la pile peut rester chaînée sans quei'^

éléments s'usent. Si on laissait le circuit fermé, elle pourrait fournir ii

heures de travail non interrompu.

Pour recharger la pile, il faut dévisser le couvercle GH, enlever le lien JS.

ïï H H n décrocher les lame» l ^

\, les remplacer p'

d'autres que Tou rem?'

alors en place, renou^'^

1er le liquide et remelif^

le couvercle.

Pour former sa fil* portative à courant p* tinu, M. Gaifi'e a mtrente-six de cescoupl»

et les a répartis dan» >>> casiers ou tiroirs- w ilisposés côte à côte à»

le tiroir C. et appuvant leurs saillies polaires contre les exlrenut»

CiUTe, nntcruul

figure 387 représciilf les couples moulés F, F, F

vssorts R et H, R et H,... qui établissent les conununications des es entre eux.

figure 388 montre l'appareil monté et prêt k fonctionner, quaud on remis en place le tiroir couvercle qui est retiré en partie pour laisser

a disposition des casiers C. C, C. C'est à ce couvercle que s'attachent ît B' les rhéophores.

1 manettes M, M' servent ù introduire dans le circuit les couples que eut employer; elles permettent, en outre, de faire travailler tour h les diverses parties de la pile, afin de répartir aussi paiement que lie entre tous les couples le travail, c'est-à-dire l'usure; dans la figure.

les extrémités des manettes appuyaat sur les boutons 18 et 26, cela Yeut dire que huit couples, de 18 à 26, sont en action.

Les lettres P et N (positif et négatif) indiquent le sens général du courant dirigé, en dehors de la pile, de celui des deux boutons, sur lesquels s'appuient les extrémités des manettes, qui est le plus rapproché de P, à Tautif qui est le plus voisin de N. Une boussole G, fixée dans le couvercle de la caisse qui renferme tout l'ensemble de la pile, est destinée à indiquer I mtensité du courant.

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

309°^. Commatatenrs. -^ Pour conduire le courant dans les points où il doit agir, on se sert ordinairement de deux fils de cuivre recouverts de soie; ces ^7^c^rorf^5sontflxéspar l'une de leurs extrémités aux bornes qui surmontent les bords de la pÛe. Afin de pouvoir interrompre et rétablir à volonté k courant, sans être obligé de détacher les rhéophores, on peut en couper on 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 comniU' tateuy^s, 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 ^ représenté en projection horizontale dans la figure 389, et en perspeclîTe dans la figure 390. Sur une planchette de bois sont pratiquées huit cavités 0, e, i', o', A, /', /, K (fig. 389) remplies de mercure ; les cavités o et A,o*

.- ^^ ^/"'"^'^c^v.^;^^^^ et A',f et / commuDÎquea'.

\ - D - "" J \^ ^ J entre elles par Tinter-

médiaire de rigoles vtifermant aussi du mercure; quant aux deoi cavités i et f elles soa' reliées par une ba&dr de cuivre f (^ qui passe par dessus la rigole i /* sans toucher le mercoiv- Les rhéophores de [la pile aboutissent aux cavités o et o' ; ceux de la partie U du circuit dans laquelle on veut changer le sens du courant se reûdeftt dans les cavités / et ^'. Un système de quatre arcs métalliques placés aux extrémités de deux leviers ee , ee' (fig. 390) qu'on peut faire bascultf autour d'un axe commun //*', permet d'établir la communication soit enlK.» et i d'une part, o' et x de l'autre, soit entre les cavités h et T, A et» dans le premier cas, le courant suit le trajet ot l\] V i! o \ dans le second cas, il marche en sens inverse dans la portion U du chrcuit, car ilpapooM.'* ce dernier dans le sens o h ï U / U o , La position des leviers indiqixe dans la figure 390 se rapporte au premier cas.

Le commutateur de Pohl, très répandu en Allemagne, repose sur i^ même principe que le précédent; il est plus simple en ce que les carites» </

Fio. 389 Pio. 990.

Commutateur à bascule d*Ampère, yu en projection horisontale dans la figure 389, et en perspective dans la figure 390.

ÉLECTRICITÉ DTNAMIQXIB 673

et A<iu commutateur d'Ampère ont été réunies en une seule, et qu'on a agi de même à l'égard des caritéB o' et K. Cette simplification a entraîné des changemeuts correspondants dans la disposition des arcs métalliques destinés à établir la communication entre les autres cavités.

|M. Ruhmkorff construit un commutateur à cijlindre tournant d'un usage très commode. Sur un cylindre d'ivoire plein t (flg. 'A^S. ), mobile autour de son axe, sont fixées longitudinaiement deux lames de cuivre a et c qui recouvrent eo partie la surface de l'ivoire, en laissant entre elles deux intervalles libres suivant deux génératrices diamétralement opposées ; l'une des lames a communique avec le support ^ auquel s'attactie le RI positif de la pile ; l'autre lame c est reliée au support m' auquel aboutit le fil

négaUf. Contre le cyUndre s'appuient les "" '^;~a","',"d7Ru"mk"X''"" extrémités de deux ressorts, dont un seul s

est visible, fixés à deux bornes opposées e et e', d'où partent les fils qui forment le circuit. Pour faire marcher le courant dans le sens indiqué par la fiêcbe, il faut donner au cylindre d'ivoire la position représentée dans la figure 391; le courant de la pile entre alors en d, passe par la lame n, va dans le ressorte et 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 courant, il su^t, à l'aida du bouton E, de faire tourner le cylindre de 180", de manière à mettre la lame c en contact avec le ressort s et la lame a avec le ressort opposé. Quaud les extrémités des ressorts tombent dans les intervalles des lames métalliques et appuient ainsi sur l'iToire, 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 M. Bertin.]

9t«. Istaoslt* di Minttt K»>Ttalqae. ToltwHr« et rtaèemètre. — A chaque pôle d'une pile galvanique s'accumule une certaine quantité d'électricité libre, aassî longtemps que le circuit reste ouvert. Quand on le ferme, un courant continu d'électricité parcourt le fil conjonctif, car h chaque pôle le fluide se renouvelle à mesure qu'il s'écoule. Nous devons admettre que la force ou l'intensilé du courant est proportionnelle à la quantité d'électricité qui traverse dans l'unité de temps la section <lu circuit. Cette intensité ne peut d'ailleurs être mesurée qu'au nioven des effets produits par le courant. Parmi ces effets, qui seront étudiés dans les chapitres v et vi de ce livre, il en est surtout deux qu'on a utilisés pour mesurer l'intensité des courants galvaniques : la décomposition des substances cliimiques placées dans le circuit et l'action du courant sur l'aiguille aimantée.

VoLTAUÈTRES. — Quand ou veut mesurer l'intensité d'un courant par ses effets chimiques, on a recours à la décomposition de l'eau, et on se sert de petits appareils nommés voltamètres. Le voltamètre delà figure 39^ consiste eu un flacon à large col, rempli d'eau acidulée et fermé par un bouchon de liège; dans l'intériaur du flacon se trouvent deux lames de platine suspen-

WmT-Uo'<oria, Phyi, mil., T 4dlt. 43

674 DE L EI-KCTRICTTE

dues par des tils <lu mèine mêlai qui traversentlebouchon. Un tube abducteur également plein d'eau est destiné à conduire les gaz provenant d- la décomposition dans une cloche graduée remplie de mercure. Les fils in platine étant mis en commuDication avec les pôles de la pile en expérieDce. j;i^ -^,^ le courant passe à traversTeau du voltamêlr.'

//~^lL \ i *' '* décompose en oxygène et hydn^e:

// 'ï \ ^.\ '^^ 6^^ '^ rendent dans l'éprouvette où ou

' ^-i^^--' mesure leur volume. Or, les intensités de

deux courants sont entre elles comme les tulumes de gaz obtenus dans le iBème ii.tervalle de temps, ces volumes étant mesum à la même pression et à la même tempénture, Quaml on mesure l'intensité d'un courant par l'action chimique produite, unchoisil pour uuilé l'intensité du courant qui dép^t dans 1 mitiule 1 centimètre cube de mélange détonnant d'oiygène et d'hTdrogène, à 0° et sous la pression normale de 760""" de mercure.

|La figure 393 représente un voltamètre dans lequel les gaz oivgéne « hydrogène sont recueillis séparément dans deux pelitf tubes gradués; on mesure alors soit le volume de ri>iygéiif ilègagé, soit rie préférence celui de l'hydrc^ne, qui e»l double du premier.

Le voltamètre 'ic Bertin est une modification heureuïe ilu précédent, a cause de la commodit; et de la rapidi!? de son emploi. Il consiste on un cylindre de verre, ferm^ à chacune de ses bases par uue plaque de cuivre: laplaqne "*'"■*'■"•*'"'*' inférieure livre passage à deux flls de platine » «* ' (fig. :t!)4) qui partent des bornes P et N où aboutissent les fils de U pile. Le fil positif s est entouré d'un tube à boule C qui se prolonge au-dessus ileli base supérieure du cylindre, et qui porte un poia; tle repère a; c'est par ce tube qu'on remplit «■ tièrement l'appareil d'eau acidulée ; l'air s'échaR* par un tube capillaire D recourbé, dont on f«TM ensuite l'extrémilé inférieure en la plongeant dan^ du mercure E. L'appareil esl alors prêt à fine lionner: les fils de la pile étant attaché* am bornes P et H, et la communication entre 0 ei N étant établie par l'intermédiaire du pont métatlu]!' e, le circuit se trouve fermé; l'i-xygéne s'rchappt pnr le tube C, tandis que l'iiydn^éne, s'accnmn- Lint il la i^rlie supérieuro du cylindre. r»4'a> le liquide dans le tube h boule; quand le nivdE i-M,a-ii -\,..i..rnHrr,.(Utri,n ''" liquide est parvenu au trait de ivi>ér>' a. or. ulerruriijit le courant en enlevant le i>onl c. — I/> intensités des divers courants essayés seront entre elles en raison inver^v Arf temps Uffessaires pour i-efouliile liquide jusqu'au niveau n.)

Rhkométres. — yuand en fait passer un courant électrique dan» ua r »dutteur métallique (.:DE(fig. :ilt'>i, disposéverticalemenl. suivant le pi» i«

ELECTBICITE DYNAMIQUE

néridien magnétique, autour d'une aiguille aimantée AB pouvant tourner lans un plan horizontal, celle-ci est déviée de sa position d'équilibre et se net en croix avec le plan du courant. Le sens de la déviation dépend de celui lu courant; si Ton imagine un observateur placé dans le circuit, de telle >orte que le courant entre par ses pieds et sorte mv sa tête, et si cet observateur regarde l'aiguille aimantée, il en verra le pôle nord A <e portera sa gauche. Il existe un rapport léterminé entre la grandeur de la déviation ?t l'intensité du courant. C'est sur ce principe ju'ont été construits des appareils appelés gairanomètres ou mieux rhéomètres, et destinés 1 mesurer l'intensité des courants galvaniques, à l'aide de leur action sur l'aiguille aimantée. Nous verrons plus loin (§ 339) que, si le courant passe à une distance assez grande le l'aiguille, son intensité est proportionnelle il la tangente de l'angle de déviation.

311. De&fité da courant. — L'emploi de ces deux méthodes de mensuration a permis de découvrir la loi suivante : Vintcnsité (C\in courant galvanique est la même dans tous les points du circuit qu'il parcourt. En effet, la quantité d'eau décomposée, l'angle de déviation de l'aiguille aimantée restent les mêmes, quel que soit le point du courant où l'on introduise les appareils ie mesure ; le courant est tout aussi intense dans les liquides qui font partie du circuit que dans les parties métalliques. Ce résultat est une conséquence nécessaire du principe delà constance de la force électro-motrice sur lequel reiiose la pile galvanique, principe en vertu duquel à tout instant chaque se<:tion du circuit est traversée par la même quantité d'électricité. Si, comme :îela arrive fréquemment, la section S n'a pas la même grandeur dans tous les points, il s'ensuit naturellement que la quantité d'électricité qui passe par chaque unité de section doit varier e:i sens inverse de S, En désignant par D la densité du courant, c'est-à-dire la quantité d'électricité qui, dans l'unité le temps, passe par une section égale à l'unité, on a donc :

Kig. 31)5. ^ Principe des rhéonaëtres magnétiques.

[ représentant l'intensité du courant, et S la surface de la section au point ronsidéré.

312. Lois d'Ohm relatives à rintensité des courants. — 1<> Uintensité du courant est proportionnel/Cy toutes choses égales d^ailleursy à la quan- \ilé d'é/ectricité développée au contact, c est à-dire à la force élec- Iro-mofrice.

"^ L intensité du courant est en raison inverse des résistances que r électricité éprouve à se propager dans le circuit, résistances qui dépendent de la longueur, de la section, et de la nature des différentes parties qui composent ce circuit, y compris la piU». sûvant des lois que nous indiquerons J^ 313*.

La première de ces lois peut être vérifiée expérimentalement par le moyen suivant : dans une auge remplie d'eau acidulée, on place une lame de zinc et une lame de cuivre séparées par un intervalle d'une longueur invariable: l'intensité du courant du couple ainsi formé est mesurée à l'aide d*un rbéomètre auquel aboutissent deux électrodes fixés aux éléments zinc et cuirre. Si Ton interpose ensuite, entre ces deux lames et dans cette auge 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 rintensjyté augmente proportionnellement au nombre des couples emplovés et par suite à la force électro-motrice totale de la pile formée.

Ôonsidérons maintenant une pile dont la force électro-motrice ait une valeur déterminée et constante; prenons, par exemple, le couple voltaigne représenté dans la figure 396. Nous pouvons faire varier la résistance di circuit, soit en augmentant ou en diminuant l'intervalle qui sépare les éléments Z et C, soit en donnant au fil conjonctif E une longueur plus ou moins grande, soit encore en introduisant d'autres conducteurs dans le trajet da ■= — courant. Or on trouve que l'intensité du courant est

d'autant plus faible que l'écartement des éléments est plus grand, ou que la longueur du fil conjonctif est plus ^ P/ considérable ; en comparant chaque fois l'intensité mesurée

JÎ+ avec un rhéomètre à la résistance évaluée au mojen de 2 la formule du § 313*, on vérifie la seconde des lois d'Ohm. On peut comparer la propagation du courant électrique au mouvement d'un liquide dans un tube: pour que B l'écoulement ait lieu, il faut que le courant triomphe des résistances qui font obstacle à sa marche. La résiscoupie voiuîque. tauco CToît en raisou directe de la longueur du chemio

à parcourir et elle a pour effet de réduire uniformémaot, dans toute l'étendue du circuit, la quantité d'électricité qui traverse en un temps donné une section quelconque.

Si nous désignons par K la force électro-motrice, par R la somme des rè-

sistances du circuit, l'intensité I du courant sera : I = -^-^

Cette relation entre l'intensité du courant, la force électro-motrice et il résistance du circuit, a été établie pour la première fois, en 1827, par Ohm; aussi est-elle connue sous le nom de loi d'Ohm. [L'exactitude de ceCt^ loi a été vériflée expérimentalement par M. Fechner, en 1831, et pir Pouillet en 1838.]

313. Résistance intérieare et résistance eztérieore. — La résistance totale R 9f compose, comme on l'a vu, de deux parties: la résistance R^ produite pirb couche de liquide interposé entre les métaux delà pile, et la résisUnœ R,da fil conjonctif; nous pouvons donc écrire :

rrlr±r^

Hi H- R. •

La quantité R^ a reçu le nom de résistance intérieure de la pile; R, l'appelle la résistance extérieure. Les valeurs de chacune de ces résistances

dépendeDt des dimensions des conducteurs métalliques et liquides que traverse le courant.

S13*. Loli do la rteisUnce. — La résistance qu'oppose un fil conducteur au mouvement de l'électricité est proportionnelle à sa longueur et en raison inverse de sa section, dont la forme est absolument sans influence. Elle dépend, en outre, de la conductibilité spécifique de la substance qui compose le conducteur ; si donc nous appelons L la longueur du circuit, S la surface de sa section, et K une constante qui mesure la conductibilité propre aux

substances considérées, nous aurons : R := rr o •

Cette formule montre que la résistance intérieure d'une pile est d'autant plus petite que les liquides employés sont meilleurs conducteurs 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-il donner aux lames métalliques une grande surface, et les rapprocher autant que possible l'une de l'autre.

La résistance extérieure est très variable selon les dimensions et le pouvoir conducteur des corps qui forment le circuit placé en dehors de la pile; elle est surtout grande quand des liquides, ou des corps mauvais conducteurs imprégnés de liquides, fout partie du circuit ; c'est ce qui arrive, par exemple, quand le courant est obligé de traverser des tissus organiques.

ZW". Difen modes d'usociation des coapies d'une pile. — Quand on fait choix Tune pile pour un but déterminé, il faut surtout prendre en considération «s valeurs relatives des résistances intérieure et extérieure. Si la résistance R.est tellement petite qu'on puisse la négliger devant R|, l'intensité du courant M>ur une force électro-motrice donnée dépendra uniquement de la résistance ntérieure de la pile. On accroîtra dans ce cas l'intensité du courant, soit m prenant des éléments à grande surface, soit en associant plusieurs couples în batterie; la résistance intérieure se trouve alors dimi- - ^^\ luée. C'est ce que la discus- ^' ^-^

Sion de la fornmle d'Ohm va Fia. yfl. - AstocUtîon d« tlx oonpl« «d »iriê oa «a tênâlon

lous montrer.

Remarquons tout d'abord ]u'il existe différentes manières d'associer les couples.

Sous pouvons, par exemple, .es réunir les uns à la suite les autres, comme dans la >ile de Volta, en faisant communiquer le zinc du pre- ^„ ^„ qualité.

nier couple avec le cuivre du

leuxième, le zinc du deuxième couple avec le cuivre du troisième, et ainsi le suite; ce mode de combinaison, représenté dans la figure 307, se nomme l'association en série ou en tension. Une autre combinaison consiste à réunir, d'un côté, tous les zincs, de l'autre, tous les cuivres, de manière à 'ormer un couple unique composé de plusieurs parties, comme le montre la

678 DE l'électricité

figure 398. On dit alors que les couples sont associés en batterie ou eu quantité.

Dans l'association en série, chaque couple produit un courant qui traverse la pile comme 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 traverse tous les autres. Si donc E etRi 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 :

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 épaiss»*; nous pouvons alors négliger R^ et écrire:

"~ "nRi ""'Rj •

Dans ce cas, par conséquent, n couples disposés en série ne donnent pas un courant plus intense qu'un couple unique. Il n'y a donc aucun avantap' a augmenter 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 couples en batterie. En effet m couples disposés en batterie agissent comme un seul couple dont on aurait rendu la surface des éléments m fois plus grande; la résistance intérieure devient alors )n fois plus petite; par suite, l'intensité du courant est:

Ml

Re.

En faisant R^ = 0 , nous obtenons:

E mE

lm =

Ri Ri

Dans ce cas, l'intensité est proportionnelle au nombre des couples. Ainsi. quand la résistance extérieure est négligeable par rapport à la résistance intéineure, l'intensité du courant croit en raison directe rf« nombre des couples associés en batterie, tandis quelle est indépendante du nombre des couples associés en série.

Le contraire a lieu lorsque la résistance intérieure est négligeable pir

R' rjpportà la résistance extérieure. Associe-t-on m couples en batterie. —

est très petit, et l'intensité du courant apourvaleur

KLECTRiaTE DYNAMIQUE

qui ne diffère pas de l'intensité fournie par un seul couple. Mais, si on réunit h couples en série, on a :

et comme Rj est très petit, nous' pouvons supprimer le terme n Ri ; il reste

nE

Une pile de n couples donne dans ce cas une intensité de courant n fois plus forte qu'un seul couple. On voit donc que, si la résistance intérieure est iiégligeable par rapport à la résistance eœténeure, Vintensité du courant augmente proportionnellement au nombre des couples associés en série ^ tandis quelle nest pas modifiée par les couples disposés en batterie, quel qiien soit le nombre.

En conséquence, toutes les fois que la résistance extérieure sera très grande, par exemple quand il s'agira de faire passer le courant à travers les tissus de l'organisme, on donnera la préférence aux couples à petite surface, mais on devra en prendre 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 galvanocaustique thermique, il faudra choisir des couples a grande surface et les disposer en batterie.

(En dehors des cas extrêmes que nous venons d'étudier, il peut y avoir avantage a combiner l'association en série avec l'association en batterie. Étant donnés six couples, par exemple, il y a quatre manières différentes de les associer; nous pouvons les réunir tous en tension^ c'est-à-dire en une seule série (Fig. 31)7), ou bien en quantité, c'est-à-dire en une batterie comme celle de la figure 398; de plus, nous pouvons former soit deux séries de trois couples chacune (fig. 399), soit trois séries de deux couples cliacune et réunir ces deux ou ces trois séries en batterie, (fig. 400). Dans les combinaisons mixtes, l'intensité du courant est donniHî par la forniuh»:

wE E

Ki.i. :î/.».

Association de six couplet en 2 séries.

Fio. vn.

Aksooistiou de si& coupitt eu trois séries.

m désigne le nombre des série parai

lêles. n celui des couples de chaque

série ; le nombre total des couples est

alors mn.

On voit que la résistance intérieure

de la pile décroît à mesure que le

nombre des séries parallèles augmente. Eu effet, si l'on représente par 1

la résistance d'un couple unique, l'association en une seule série aura une

résistance égale à 6; la combinaison de deux séries (fig. 399) donnera 3

pour la résistance de chaque série et -;j- ou 1, 5 pour la résistance des deux

réunies en batterie; dans la combinaison de trois séries (fig. 400), la rèsis-

tance est 2 pour chaque série, et -ô- ou 0,666 pour l'assemblage des trois

séries en batterie ; pour la réunion de tous les couples en batterie (fig. 398). la résistance intérieure a pour valeur -^r oîi 0,1666. Le mode d'association

des couples n'est donc pas indiflerent, et il y a lieu de se demander quel est celui qu'on doit adopter dans tel ou tel cas déterminé, pour obtenir le courant le plus intense. Or, la discussion de la formule inscrite en dernier lieu nous apprend {^^^Viniensitè du courant fourni par une jnle composée d'un nombre donné de couples atteint sa valeur maanmum quand la résistance intérieure est égale à la résistance eœtéi'ieure.]

314. Tensions de rélectricité dans le drcuit. Chute électrique. — On peut établir lei lois d*Ohm en partant de considérations théoriques et expérimentales (l*un ordi'e plus ^t que celles qui nous ont servi de base ; on arrive alors à montrer qu'elles ne sont qn^oitt conséquence des principes de rélectricité statique.

Les électricités de nom contraire s*accumulent aux deux pôles d*une pile en quantités é|nkt. tandis que sur les divers couples la quantité d*électricité libre diminue à mesure qu*on l'éloigne des pôles, et finit par devenir nulle au milieu même de la pile. Cette distrilNitioii de rélectricité libre est représentée graphiquement dans la figure 401 : le point C répond ii

j^ milieu de la pile, P et N en sont les deux polo, dont les tensions électi*îques de sens opposa ont respectivement pour mesure les ordooiiéei PA et NB. Supposons alors qu*on mette ki pôles P et N en communication au moyen di fil conjonctif PMN ; le fluide positif et le tôM négatif vont 8*élancer, à travers ce circuit,! h rencontre Tun de rauti*e. Cet écoulement àt , ^ rélectricité durera un certain tempe, d*inliit

Fig" 40î. - Loi des tension, électrique, d.ns un plu8 considérable que le fil COnjonctif sers hi; circuit voltsique homogène. même plus long. Or, à mesure que lèleiin-

cité rassemblée en P et en N sVn va, elle tsX renouvelée par la force électro motrice; les tensions aux pôles conservent doue tonjoar*. malgré Técoulemcnt continu de rélectricité, une certaine valeur constante, qui dépend de b résistance du conducteur PMN et que nous représentons par les oi*donnéeâ PA et NB: cette tension polaire est d'autant plus grande que la conductibilité du fil PMN e«t plus petite; elle ne pourrait être égale à la tension existante, quand le circuit est ouvert, que a b résistance du fil conjonctif était infinie.

Considérons maintenant ce qui se [msse dans le circuit PMN pendant que les fluides pOHtil et négatif marchent en allant des pôles vei-s le point milieu M. Dans un temps infiidmefll court, une partie du fiuide positif accumulé au pôle P s*est avancée jusqu'en un ponC voisin Pj ; dans Tinstant suivant une portion du fiuide existant en P| a été poussée en Pt; pendant ce temps Pi recevait du pôle P de nouvelles quantités d*électricité, de sorte qu'a moment donné on trouve aux points P,Pi,p2 de rélectricité libre, mais en quantité saute, à mesure qu'on 8*éloigno du pôle P. L'écoulement de l'électricité négative s'opèrr exactement de la mémo manière à l'autre pôle N ; et quand les deux fluides eonl tons dm 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 qu'on se rapproche de l'un ou de l'antre polt jusqu'à ce qu'elle atteigne les valeurs maxima PA et NB; si le fil conjonctif possède le jaièm pouvoir conducteur dans tous ses points, les accmssements de la tension de part et d*aali« (le M sont proportionnels aux loi.gueurs parcourues. Par conséquent, au moment oàist «km électricités se renconti-ent au milieu M du circuit, la distribution des teusioiis electrifscs dans le fil conjonctif est la même que dans l'intérieur de la pile; si donc le poiul Créçfcfti au point M, la droite AB représentera à la fois h marche de la tension électrique àrintêri«r de la pile et dans le fil conjonctif On conçoit d'ailleurs que la distribution des

naintienne, en M pendant toute la durée du courant, telle qu'elle existe au moment de leur "encontre. Car, au fur et à mesure que les électricités de nom contraire se neutralisent à ear point de rencontre, elles sont remplacées par de nouvelles quantités d'électricité venues les points voisins où la tension est plus forte. Nous voyons ainsi que la tension électrique ians le circuit décroît graduellement à mesure qu*on s'éloigne des pôles; le courant électrique MXisi^tc précisément dans le transport continu de l'électricité libre d'un point au suivant où a tension est moindre. Far analogie avec ce qui se passe dans un cours d'eau, on appelle rkute électrique la différence de tension entre deux points consécutifs du circuit. La chute »t d'autant plus forte que la tension est plus grande aux deux pôles^et que la longueur ainsi |ue la résistance spécifique du fil conjonctif sont plus faibles.

La chute électrique n'est représentée par une ligne droite que dans le cas où la section et a conductibilité du fil conjonctif ont partout les mêmes valeurs. Lorsque le circuit n'est pas KKiiogènc,* la chute totale se compose de plusieurs chutes partielles, qui varient en raison nTer^e du pouvoir conducteur, de la section et delà longueur des difféi*entes parties du circuit. $i nous désignons par E la différence de tension électrîque enti*e deux points consécutifs Tan pi'emier conducteur; par 1*7 la même quantité relativement à un second conducteur, par [Cet K' les conductibilités correspondantes, par S et S les sections, chaque section du premier i^oducteui' sera traversée par une quantité d'électricité E K S, et chaque section du second par la quantité E' K' S'. Or, comme les deux conducteui*s font partie du même circuit, il faut

juo E K S = E' K S', d'où l'on tire : -^7- = -j^^ Supposons, par exemple, que le cir-

eoit soit composé de deux parties PC et NC (figure 402), que la dernière partie ait une

•ection plus gi-ande et offre moins do résistance

que la première : la chute sera représentée poui* * ^^

û portion PC par la droite AF, et pour la portion ^ :

CN par une droite qni joindrait le point F au

point B, et qui n'est pas tracée sur la figure. /

On voit, à la simple inspection de la figure, ^ - » r j;

que la longueur C N du second conducteur pour- ' '" ~^

rail être remplacée par une longueur C D du premier telle que la résistance totale du circuit

restât la même. La longueur d'un fil qui produi- : **

rait la même n'>sistancc qu'un autre d'une section

et d'une résistance déterminée, se nomme la Ion- b — ^

é/ueur réduite du premier fil rapportée au seconcK ^,0. 40g. — chuie éleririque dans uo cironH Si on désigne par l la longueur réduite du circuit, non homogène.

pu* e la quantité d'électricité' libre qui est accu-

2e mulée à chaque pôle P et N de la pile, la chute électrique a pour valeur : g = — r-^M. Kohi-

rausch a démontré directement l'exactitude de cette formule en comparant, au moyen de l'élec- Iromètre, les électricités libres en différents points du circuit avec cellesqui existentaux pôles. Le« considérations qui précèdent demandent à être rectifiées sur un point. Jusqu'ici nous iTons regardé comme équivalentes les expressions : tension électrique et électricité libre^ ^ nous avons dû admettre en conséquence que l'électricité libi'e était distiibuée dans tous les Kiiots d'une même section du circuit. Or, il y aurait lâ une contradiction avec ce fait démonré § 291, que l'électricité libre s'accumule tout entière à la surface des corps conducteurs. 'jÊ. contradiction disparait f>i Ton ne regarde plus comme synonymes les termes de tension et Vélectricité libre, dès qu'il s'agit d'électricité en mouvement. Nous entendrons dès lort par e mot de tension la force qui tend à pousser dans un sens ou dans l'autre une certaine |uantité d'électricité positive ou négative. 11 n'est point du tout indispensable qu'il y ait loeiunulation d'électricité libre au point même où se manifeste la tension : en effet, les attracions et les ]*épulsions électriques s* exerçant à distance, l'électricité libre qui se trouve à la (uriai^ pourra développer des tensions daos l'intérieur du conducteur sans que pour cela de 'électricité libre s'accumule dans ces parties intérieures, car la tension produite pousse autant le fluide positif d'un côté que de fluide négatif de l'autre. La force en vertu de laquelle un igent comme l'électricité, dont l'intensité vaiie en raison inverse du carré de la distance, lUire ou repousse une unité du même agent, se nomme la force potentielle (Potcntialfunc- 'ionjou la charge dynamique (Gaugain).Les figures 400 et 401 représentent la marche de ia charge dynamique ou de la force potentielle aux différents points d'un conducteur linéaire.

682 i>B l'électricité

315. Gourants dérivés. — Si Ton réunit par un ou plusieurs fils mèulliques A/\ B, Ara B (fig. 403) deux points A et B d'un circuit PAr^ BX parcouru par un courant, ce courant se divise en autant de bras qu'il y a de fils de dérivation Ar^ B, Ar^ B. Le fil Ar, BN est le circuit principal; la partie

XPi B comprise entre les points

y^^ ~^ -V A de dérivation se nomme Tm-