APPAREILS D'INDUCTION

ensuite dans une hélice contenant un faisceau de fils de fer, et arrive enfin à la lame de platine e' , et au bouton v'. Autour de l'hélice est enroulé un long fil très fin, qui constitue le fil induit, dont les extrémités aboutissent à deux boutons, auxquels on fixe les réophores destinés à recueillir les courants induits.

Pour faire varier l'intensité de ces courants, M. Duchenne emploie deux systèmes différents. Le premier, appliqué par M. Bonijol, dés 1840, à ses cassettes d'induction , est désigné sous le nom de modérateur. Il consiste en un tube de verre m rempli d'eau, dont le fond métallique communique avec le réophore fy et dans lequel on peut enfoncer plus ou moins une tige 6 mise en rapport, par la virole supérieure du tube , avec l'extrémité du fil induit. Les courants induits sont d'autant plus affaiblis que la tige 6 est moins enfoncée. On peut ensuite graduer ces courants avec précision , au moyen de la méthode de M. Dove (1730) : deux manchons concentriques en cuivre enveloppent, l'un l'hélice induite, et l'autre, le faisceau de fer doux ; on les retire plus ou moins, soit ensemble, soit séparément, quand on veut renforcer les courants induits. Cette partie de l'appareil se nomme le graduateur. — Au bout de 2 ou 3 mois, le couple cesse de fournir un courant suffisamment intense ; il faut alors le démonter, plonger le charbon dans l'eau, pour dissoudre les sels qui s'y sont formés, et renouveler l'eau salée et l'acide nitrique. Malgré toutes les précautions, il est bien difficile d'éviter que les vapeurs acides n'attaquent à la longue quelques-unes des parties métalliques de l'appareil ; aussi préfêre-t-on généralement se servir d'un couple séparé. M. Breton a imaginé , pour les usages médicaux, une pile qui reste toujours humide : le zinc et le cuivre sont remplacés par des limailles de ces métaux mêlées à de la sciure de bois, séparées par un vase poreux, et mouillées par une dissolution de chlorure de calcium, qui absorbe constamment l'humidité de l'air. On a construit des appareils puissants pouvant être renfermés, avec le couple destiné à les faire fonctionner, dans une caisse n'ayant pas plus de 1 décimètre cube de volume. Quoi qu'il en soit, l'embarras de monter et démonter le couple, et les soins et les frais qu'exige son entretien , ont fait préférer généralement les appareils magnéto-électriques, qui sont toujours prêts à fonctionner , et n'exigent aucuns soins particuliers pour être maintenus en bon état.

Les commotions produites par les courants induits dépendent de la rapidité avec laquelle se succèdent les courants intermittents, et de la durée de chacun d'eux. M. Guillemina fait de nombreuses expériences à ce sujet1. Il a reconnu, entr'autres, que : 1° la commotion diminue à mesure que les intermittences sont plus fréquentes ; quand elles sont très nombreuses (plus de 100 par seconde) , on ne perçoit plus qu'un frémissement, qui finit par devenir nui, quand elles sont encore plus nombreuses. 2° La commotion est d'autant plus grande, que le temps qui sépare les deux courants induits successifs est plus

i Recherches expérimentales sur Y induction volta-électrique. Montpellier. 1864. Hl 46

722 ÊLECTRO -MAGNÉTISME.

grand. 3° Une armalure de fer, introduite dans la bobine, n'augmente la commotion que lorsque les intermittences ne sont pas très rapprochées.

47VO. UCKHi in îumumFF. — Cet appareil, désigné souvent sous le nom de bobine de Ruhmkor/f, produit, avec les courants induits , des effets de tension semblables à ceux que donne l'électricité statique. Dès 1842 , MM. Masson et Breguet, dans leurs recherches sur l'extrà-courant , avaient fait construire un appareil d'induction qui, malgré que les fils ne fussent pas convenablement isolés, donnait de vives étincelles, et delà lumière électrique dans le vide assez intense pour faire reconnaître des différences remarquables dans l'éclat lumineux des deux électrodes '. M. Bonijol obtenait aussi avec les courants induits ordinaires, l'incandescence de fils de platine , et un

Fig. 4 34 2.

petit arc voltaïque entre deux charbons. M. Ruhmkorfî, réunissant toute* les conditions les plus favorables, a construit, en 1851, un appareil qui donne des effets de tension extraordinaires, des commotions foudroyantes, et des étincelles de plusieurs centimètres de longueur. Il s'est appliqué surtout à bien isoler les fils de l'hélice , et a donné à celle-ci une grande longueur, parce que c'est plutôt du nombre de spires que de leur grandeur que dépend l'intensité des courants induits. Après avoir d'abord plaeé l'hélice verticalement , il l'a disposée ensuite horizontalement, afin de pouvoir plus facilement lui donner une grande longueur.

L'appareil de M. Ruhmkorff se compose d'un faisceau de fils de fer doux réunis à leurs extrémités par des disques en fer doux m [fiy. 1312), enveloppé d'un cylindre de carton sur lequel sont enroulés deux fils de cuivre recouverts de soie, et dont les tours sont isolés avec beaucoup de soin au moyen de gomme laque. Le premier fil a 2 millimètres de diamètre ; c'est lui qui doit recevoir le courant inducteur de la pile. Le second fil , qui n'a que {mm de diamètre , est enroulé sur le premier ; il forme le circuit induit. Il fait 25 à 30 mille tours, et a jusqu'à 10 kilomètres de longueur. Les extrémités de ce fil sortent

1 Annales de chimie et de physique, 3« série, t. IV, p. 4 29.

en i et i' , et sont fixées à des viroles isolées par des colonnes de verre , et auxquelles on adapte les réophores e, e', destinés à recueillir les courants induits. Deux disques en verre vt v' retiennent les fils de la bobine. Les extrémités du fil inducteur sortent de cette bobine, l'un en f, l'autre en /\ et sont mis en communication avec les électrodes p et n de la pile, par l'intermédiaire des ressorts du commutateur R , dont le support de gauche communique avec le fil f par une bande de cuivre appliquée sur la table de l'appareil, et celui de droite, avec le fil f, par une bande semblable qui passe derrière la bobine, et vient aboutir en c, et par les pièces c'c, or, qui constituent un interrupteur dans le système de MM. Neef et de La Rive. La lame de cuivre c'c porte un cylindre c, nommé Y enclume, dont la base supérieure est garnie d'un disque de platine. Sur ce cylindre s'appuie un appendice , aussi en platine, fixé au-dessous de la tête en fer doux o d'un marteau or, mobile, à charnière , sur la colonne métallique r à laquelle aboutit l'extrémité f du fil inducteur. Quand le marteau est abaissé , le circuit inducteur est fermé ; alors, le marteau est attiré par le fer doux m , et le circuit est rompu entre o et c ; le marteau retombe alors, le courant inducteur est rétabli, et ainsi de suite. Une vis placée entre c et e', et qui s'appuie sur la table de l'appareil, permet de soulever plus ou moins Y enclume c et de modifier ainsi la rapidité des interruptions. Les bornes a, a' servent à fixer des réophores, quand on veut recueillir l'extrà-courant qui se produit dans le fil inducteur pendant les interruptions.

4114. Perfectionnements apportés & l'appareil de Ruhmk«rfr. — Plusieurs physiciens ont cherché à perfectionner la bobine de Ruhmkorff, de manière à en augmenter la puissance.

Condensateur annexé au eireult Inducteur. — M. Fizeau ayant découvert qu'on augmente beaucoup l'intensité des courants induits en faisant communiquer avec les armatures d'un condensateur, deux points du circuit inducteur, pris de part et d'autre du réotome, M. Ruhmkorff a fait communiquer les boutons a, a', qui appartiennent à ce circuit , avec les armatures d'un condensateur. Ce condensateur est formé d'une bande de taffetas gommé de 4m de longueur, sur les deux faces de laquelle sont collées des feuilles d'étain, et qui est repliée entre deux autres bandes de taffetas, de manière à pouvoir être logée dans l'épaisseur de la table de l'appareil.

M. Halske forme le condensateur d'une feuille de mica très mince garnie de feuilles d'étain, et présentant 2 décimètres carrés de superficie. Ce condensateur, sous de moindres dimensions, agit bien plus efficacement que le condensateur en taffetas, dont la lame isolante présente une épaisseur plus grande et moins uniforme que le mica. Cette dernière substance peut être remplacée par du papier fin verni à la gomme laque.

On n'est pas d'accord sur le rôle que joue le condensateur. M. Fizeau pense qu'il recueille et condense l'électricité de l'extrà-courant, qui produit un courant induit inverse, de sens contraire au courant direct résultant de

la rupture du circuit inducteur, puisque l'extrà-courant est de même sens que le courant principal. En effet, la présence du condensateur rend beaucoup plus faible l'étincelle qui jaillit entre le marteau et l'enclume, tout en augmentant celle que fournit le courant induit f. Des expériences de M. Poggendorff et de M. Gaugain prouvent aussi qu'on augmente les effets du courant induit, quand on diminue l'intensité de l'extrà-courant en apportant une résistance au point de rupture, ce qui se fait en plongeant le réotome dans un liquide peu conducteur, comme l'eau, l'alcool.

M. Poggendorff a reconnu, en employant des condensateurs de dimensions diverses, depuis 7 jusqu'à 400 centimètres carrés , que les plus petits agissent à peu prés de la môme manière que les grands, quand on se sert d'une pile peu énergique ; les étincelles sont tout aussi longues, seulement un peu moins grosses. Mais lorsqu'on emploie un grand nombre de couples, c'est-àdire qu'on se place dans les conditions qui donnent un extrà-courant énergique, les grands condensateurs sont beaucoup plus efficaces que les petits , qui deviennent presque inutiles ; ce qui confirme l'explication de M. Fizeau (1771).

11 est à remarquer que le condensateur n'est efficace que dans le cas où le courant induit trouve lui-même des résistances à vaincre , des obstacles à franchir ; quand il n'en est pas ainsi , la présence du condensateur n'a plus qu'une très faible influence.

Boblaes clolsoaaées. — M. Poggendorff, après s'être livré à une élude particulière du rôle des différentes parties de l'appareil de Ruhmkorff , y a apporté diverses modifications importantes 2. L'expérience prouve que les deux extrémités du fil induit n'ont pas la même tension ; car on peut tirer des étincelles de l'extrémité extérieure , tandis que l'on ne peut en obtenir de l'extrémité intérieure, c'est-à-dire de celle qui termine la couche la plus profonde de la bobine induite. M. Poggendorff, afin d'éloigner autant que possible les parties du fil qui, n'ayant pas la même tension, tendraient à laisser passer une décharge qui percerait l'enduit isolant, fait sortir les deux bouts de ce fil par les extrémités opposées de l'appareil. Depuis, il a divisé l'hélice induite en tronçons placés bout à bout sur la même bobine, comme on le voit en B {fig. 1315), ce qui offre, en outre, cet avantage que, si l'enduit isolant est percé par une décharge intérieure, on ne perd que la longueur des deux couches du tronçon qui communiquent , et l'on n'a à remplacer que ce tronçon. Au lieu d'isoler le fil avec de la gomme laque dissoute dans l'alcool , le même physicien applique à l'état de fusion, un mélange de blanc de baleine, d'acide stéarique, d'huile et de cire.

M. Poggendorff introduit dans la bobine, des fils de fer très fins n'ayant que ±mm de diamètre, dont le faisceau en contient 4200. On peut, du reste, en retirer un grand nombre sans affaiblir sensiblement leur effet, et il est inutile de

i Comptes-rendus de V Académie des sciences de Paris, t. XXXVI, p. 44 8.

i Pogg: Ann., t. XCIV, «89 ; et Annales de ch. et de ph., 3* série, t. XL1V, p. 375.

les vernir, la couche d'oxyde qui ne tarde pas à les recouvrir, les isolant suffisamment.

L'interrupteur ou réotome a été placé à part et mis en mouvement par un petit électro-aimant séparé, ce qui a permis dele faire jouer dans différents fluides, et môme dans le vide. C'est ainsi que M. Poggendorff a pu constater que le condensateur annexé au circuit inducteur n'a plus d'influence, quand l'interrupteur est plongé dans un liquide imparfaitement conducteur. Mais ce qu'il y a de remarquable c'est que les résultats sont encore les mômes avec et sans condensateur, quand le réotome est dans l'air réduit à une pression de 3 à lmm. Dans ce cas, les étincelles qui jaillissent entre le marteau et l'enclume sont aussi très fortes, et altèrent rapidement ces deux pièces.

Interrupteur a mercure. — Dans les grands appareils, les lames de plalinequi garnissentlemarteau et l'enclume s'altèrent; et peuvent môme se souder.

M. L. Foucault évite cet inconvénient, au moyen de son interrupteur à mercure {fig. 1313). Le courant inducteur venant de la pile P passe par le fond métallique d'un vase de verre v contenant du mercure et de l'alcool. Une tige de platine t ferme le circuit quand elle touche le mercure; cette tige est portée par un levier te fixé à une lame élastique rm pouvant osciller autour de son extrémité inférieure, et dont on limite à volonté la partie libre, au moyen d'une crémaillère et du pignon denté 8 ; la masse m sert à régler la durée des oscillations. A chaque demi-oscillation, la tige t s'enfonce dans le mercure ; alors le courant passe dans le levier td et le ressort dr qui communique en I avec le fil inducteur de la bobine, puis revient par Yi au commutateur R et à la pile P. — Il reste à montrer comment on fait osciller le ressort rm, et par conséquent le levier te. Enrest un contact en fer dépendantd'un électro-aimant EE parcouru par le courant d'un couple spécial C. Ce courant passe par le commutateur R', arrive au vase v' contenant du mercure et de l'alcool , et dans lequel s'engage une tige de platine t'. Quand cette tige touche le mercure, le circuit de l'électro-aimant EE est fermé, et le courant retourne à la pile par l'dro et le commutateur R'. En môme temps, le contact c est attiré, et la tige t' sortant du mercure, le circuit s'ouvre en t'v'.

Fig. 4 313.

Comptes-rendus de l'Académie des sciences de Paris, t. XLUI, p. \ \ .

Alors le contact devient libre, le ressort vm revient sur lui-même et la tige f s'enfonce dans le mercure ; aussitôt l'électro-aimant attire le contact c, le circuit est interrompu en t'v' , et ainsi de suite. Les fils » et n communiquent avec les bornes k, k' qui appartiennent aux armatures du condensateur logé dans le socle de la bobine. — L'interrupteur fait ordinairement 50 à 60 oscillations par seconde. Pour obtenir un nombre double d'interruptions avec le même nombre d'oscillations , M. L. Foucault emploie un interrupteur à double effet : à l'extrémité c se trouve une lige de platine plongeant dans un vase à mercure et alcool, de manière que le circuit inducteur est fermé par ce vase à la fin de ia demi-oscillation qui l'ouvre dans le vase v.

L'alcool superposé au mercure est destiné à en empêcher l'oxydation ; sa présence rend aussi l'interruption plus brusque, comme on le reconnaît au brait sec qui accompagne l'étincelle qui se produit dans ce liquide. Avec les forts appareils l'alcool peut être projeté au-dehors; c'est pourquoi les vases t?, v doivent être munis d'un couvercle.

4 T». Effets de l'appareil de Rohmkorfr *. — Quand le circuit induit de l'appareil de Ruhmkorff est fermé par un bon conducteur, il se produit des courants induits alternativement de sens contraire; directs au moment de la rupture du circuit, quand le marteau est attiré , et inverses quand le marteau retombe sur l'enclume. On reconnaît , par les moyens décrits ci-dessus (1736] que ces deux sortes de courants sont égaux en quantité , mais les courants directs ont une moindre durée , et par conséquent, une plus forte tension. Quand le circuit induit est interrompu , les courants directs peuvent seuls passer , et les extrémités du fil présentent des pôles bien caractérisés. M. Poggendorff s'en est assuré, soit en faisant jaillir de Tune de ces extrémités, une étincelle sur le bouton d'un électroscope, soit en rapprochant les extrémités de manière à laisser passer le courant sous forme d'étincelle, et plaçant dans le circuit un réomètre ou un voltamètre.

Commotion. — Avec un ou deux couples à charbon, l'appareil de Ruhmkorff donne des commotions foudroyantes auxquelles il serait plus que téméraire de s'exposer. En touchant seulement du doigt le fil induit quand le circuit est fermé, on reçoit une violente secousse, même quand ce fil est recouvert de soie au point touché. Il faut donc employer les plus grandes précautions, et ne jamais oublier de rompre le courant inducteur, au moyen du commutateur R (fig. 1312), pendant qu'on prépare les expériences.

Etincelle. — L'énorme tension des courants induits de la machine de Ruhmkorff se manifeste surtout dans les effets lumineux qu'ils produisent. Si l'on ajoute aux extrémités du fil induit, de gros fils de cuivre dont les extrémités soient fixées à une petite distance l'une de l'autre, on obtient un jet presque continu d'étincelles d'un blanc éclatant, formant un faisceau de trois ou quatre traits de feu sinueux, dans une agitation continuelle. Les étincelles sont

1 Notice sur l'uppareil d'induction de Ruhmkorff, par M. Th. du Moncel.

doutant plus longues, que les interruptions du courant inducteur sont moins rapides. Les bobines cloisonnées, munies de l'interrupteur Foucault conduit avec la main, peuvent en donner 35 centimètres et plus. Si, au contraire, l'interrupteur oscillant étant remplacé par une roue dentée, on fait tourner celle-ci avec une rapidité croissante, les étincelles sont de plus en plus courtes et finissent même par disparaître; ce qui provient de ce que le magnétisme du fer ne se développe pas instantanément (1729). — On peut interposer un tube étincelant (1286) dans le circuit induit, et en obtenir les effets les plus brillants.

Masson a remarqué que si Ton fait jaillir les étincelles entre deux fils de fer très fins, le fil négatif seul rougit et brûle. Ce n'est qu'avec un courant inducteur énergique que l'on voit les deux fils rougir en même temps.

Si Ton fait communiquer les extrémités du fil induit avec les armatures d'un condensateur, armatures réunies en même temps par un excitateur, on obtient entre les branches de ce dernier des étincelles plus fortes, plus brillantes , mais

Fig. 13U.

Fig> 134 5

généralement moins longues. Masson, qui a découvert ce résultat , en 1842, a repris plus tard ses expériences au moyen de l'appareil de Ruhmkorff. La figy. 1314 montre la disposition qu'il employait, c est le condensateur, f, f les extrémités du fil induit, et e l'excitateur entre les branches duquel partent les étincelles. Masson a constaté aussi que l'étincelle n'est exaltée par le condensateur qu'autant que l'excitateur e présente une résistance moindre que celle du fil induit. MM. Grove et Gassiot ont reconnu , d'autre part , que l'énergie de l'étincelle augmente avec l'étendue du condensateur et le nombre des couples de la pile ; mais il faut pour cela que cette étendue et ce nombre de couples soient augmentés en même temps et dans le même rapport. Avec un courant inducteur, produit par 30 couples à charbon, et un condensateur de £ mètre carré, ils obtinrent en e un torrent de feux volumineux, produisant un bruit assourdissant, et présentant une longueur de 4m?\ qui devenait 10 fois plus grande quand ils diminuaient la résistance de l'air en e, au moyen d'une flamme d'esprit de vin.

Quand on veut charger un condensateur non isolé c(/fyi 1315), on fait communiquer l'armature intérieure avec l'extrémité extérieure du fil induit . qui présente la plus forte tension, et Ton a soin qu'il y ait une interruption o que franchit seul le courant de rupture, parce qu'il a plus de tension que celui de fermeture. En quelques secondes, on charge ainsi un grand condensateur. S'il n'y avait pas d'interruption, le condensateur se déchargerait par le fil induit; cependant, dans ce cas, M. Koosen a observé des vibrations dans les armatures, quand elles ne sont pas adhérentes à la lame de verre ; ce qui montre que le condensateur se charge et se décharge alternativement.

Batterie «"iadaetiea. — Pour obtenir des résultats intenses sans courir le risque de percer l'enduit isolant en employant un grand nombre de couples, M. L. Foucault a eu l'idée de réunir en batterie plusieurs appareils égaux , de manière qu'ils marchent bien d'accord. Pour atteindre ce but, un même courant se subdivise dans les fils inducteurs des différentes bobines, et les extrémités par lesquelles il sort se réunissent à un seul fil qui passe par un interrupteur à mercure. Les fils induits sont rois en rapport les uns avec les autres, de manière que l'extrémité extérieure du fil d'une bobine communiquant avec l'extrémité intérieure du fil de la suivante, les courants induits au même instant dans tous les appareils s'ajoutent. L'expérience montre que : 1° la différence des tensions aux extrémités du fil induit de chaque bobine est la même que si cette bobine était seule et était parcourue par le courant partiel qu'elle reçoit ; 2° la différence des tensions aux extrémités du fil induit total des appareils réunis , est égale à la somme des différences observées dans chaque bobine en particulier. Si donc il y a 4 bobines, on pourra, avec une pile de 4 fois plus de couples, obtenir une tension 4 fois plus forte, sans craindre de percer les enduits isolants, chaque bobine ne recevant pour courant inducteur que le quart du courant de la pile. — Avec deux appareils très puissants , réunis ainsi en batterie, M. Ruhmkorff perce, au moyen de l'étincelle , des lames de verre de plus de \ centimètre d'épaisseur!

4773. Effets chimiques de l'étlacelle d'iadoctioa. — MM. E. Becquerel et Fremy ayant fait passer une série d'étincelles d'induction entre deux fils de platine, dans un tube rempli d'air, ont vu, au bout de quelques minutes , ce tube rempli de vapeurs rutilantes d'acide hypo-azotique , provenant de la combinaison de l'azote et de l'oxygène de l'air. M . Morren aformé de l'ammoniaque en combinant de l'hydrogène et de l'azote par le même moyen.

On peut faire jaillir l'étincelle d'induction à travers un liquide, et d'autant plus facilement qu'il est moins conducteur. Quand le liquide conduit notablement, comme l'eau, il faut que les électrodes, en platine, soient enveloppés de tubes de verre jusqu'aux extrémités, entre lesquelles on aperçoit un petit arc voltaïque. Dans l'eau acidulée, chaque fil de platine laisse échapper une gerbe d'étincelles, rouges au pôle positif, et violettes au pôle négatif. En même temps l'eau est décomposée, mais les gaz sont mélangés aux deux pôles. M.Grove

a reconnu que, si l'un des fils de platine est terminé par un petit plateau, toute la décomposition se concentre sur lui.

M. A. Perrot a étudié spécialement la décomposition des mélanges gazeux , et particulièrement de la vapeur d'eau1. Pour soustraire les produits delà décomposition à l'action de l'étincelle, et éviter les changements dans les proportions du mélange, il en fait passer un courant entre les fils de platine qui donnent l'étincelle. Par exemple, pour la vapeur, il remplit d'eau bien purgée d'air, un ballon dans le col duquel les fils de platine pénétrent tranversalewent. Ce ballon est muni d'un tube abducteur s'engageant sous une éprouvetle pleine d'eau purgée d'air et maintenue à une température de 90°. On fait bouillir l'eau du ballon, et quand une partie s'est vaporisée, on fait passer les étincelles , et Ton recueille dans î'éprouvette un mélange d'oxygène et d'hydrogèâe qui, examiné dans Yeudiomètre (1329), a laissé après la détonation , un faible résidu composé d'azote et d'oxygène, provenant de . Fig. 4 34 6.

l'air dissous dans l'eau de l'eudiométre. La

décomposition n'est pas due à la chaleur du fil négatif, qui rougit ; car elle a lieu quand on l'empêche de rougir en activant le courant de vapeur ; et un fil de platine non interrompu , rendu incandescent par un courant voltaïque, ne décompose qu'une quantité insignifiante de vapeur.

Des étincelles, au moins aussi nombreuses, d'une puissante machine électrique de Ramsder), n'ont décomposé qu'une très faible quantité de vapeur. L'étincelle d'induction agit donc avec une bien plus grande énergie.

Masson avail admis, d'après ses expériences, que dans tous les milieux , une petite partie de la décomposition est produite par électrolyse, l'autre par l'action propre de l'étincelle agissant en tous les points de son parcours et probablement par la haute température qu'elle possède. M. Perrot a démontré cette coexistence des deux modes de décomposition en faisant arriver les fils de platine, aux extrémités de deux tubes a, c (fig. 4316), à travers lesquels la vapeur entraîne les gaz dégagés près de leur orifice. Dans I'éprouvette positive A, il a toujours trouvé un excès d'oxygène, et dans I'éprouvette B un excès d'hydrogène. Un voltamètre à sulfate de cuivre, placé dans le circuit , a donné un travail chimique bien inférieur à celui de l'étincelle , et h peine différent de celui qui correspond à la quantité de vapeur décomposée par électrolyse. La quantité décomposée par la décharge disruptive, se faisant en tous les points de l'étincelle, doit s'accroître avec sa longueur. C'est, en effet, ce qui a lieu, quand on a soin de comparer les résultats obtenus simultanément dans le même circuit avec le même nombre d'étincelles.

* Annales de chimie et de physique, 3« série, t. LXI, p. 4 64.

730 ÊLKCTHO- MAGNÉTISME.

M. Perrot a décomposé par la même méthode, les vapeurs d'alcool, d'éther, d'acide acétique, le gaz ammoniac, et l'acide carbonique en oxyde de carbone et oxygène.

4114. Coastltatlra de l'étincelle d'Iadnetioa. — L'étincelle d'induction diffère essentiellement de l'étincelle des machines à frottement ; tandis que celle-ci est formée d'un simple trait lumineux, l'étincelle d'induction des fortes machines se compose de deux parties, un trait brillant et une auréole souvent déforme ovoïde ac (fig. 1317), plus ou moins agitée et présentant une couleur rouge-orangé, avec teinte verdâtre du côté du pôle positif. Cette structure de l'étincelle, signalée par Masson, a été étudiée en détail par MM. Du Moncel (, Perrot2, Lissajous. M. Perrot considère l'auréole comme un courant d'électricilé dynamique, et le trait brillant comme une décharge d'électricité statique; c'est l'auréole qui produit les décompositions par électrolyse qui s'observent dans les actions chimiques que produisent les étincelles d'induction (1773 ).

On pourrait croire que l'auréole est une expansion du trait brillant; mai* il n'en est pas ainsi, et les deux parties sont indépendantes l'une de l'autre. Cela résulte des expériences qui suivent : 1° tandis que le trait n'a pas de durée appréciable, l'auréole dure pendant un certain temps. Pour le prouver, M. Lissajous observel'image de l'étincelle dans un miroir qu'il fait

tourner dans sa main, et il voit que l'auréole s'étale en une longue bande de couleur fauve dont le trait brillant occupe l'extrémité postérieure; 2° si, comme Ta fait M. Du Moncel, on dirige le vent d'un soufflet à travers l'étincelle, l'auréole est entraînée en formant une nappe de teinte violacée, tandis que le trait n'est pas déplacé; 3° on peut, comme Ta fait M. Perrot, détourner le trait brillant, sans déplacer l'auréole, enapprochantlatéralementuncorps 6, quele trait vient lécher en prenant la direction abc, si le corps est mauvais conducteur, ou qu'il traverse, s'il est bon conducteur. On peut aussi détourner le trait, au moyen d'un fil métallique nm; et s'il y a une interruption m, il s'y produit une étincelle sans auréole ; 4» entre deux fils parallèles AB, A'B', on obtient une auréole rectangulaire AA'B'B, dans laquelle le trait brillant affecte des positions variables n,n' n" d'un instant à l'autre, sans que l'auréole se déplace; 5° enfin, M. Perrot sépare complètement les deux parties de l'étincelle, par le moyen suivant : on

Fig. 1317.

1 Recherches sur la non homogénéité de l'élinceUe d'induction. Paris, 1860.

2 Annales de chimie et de physique, 3e série, t. LXI , p. 204.

l'ait jaillir l'étincelle , en o entre les extrémités de deux fils de platine p. j/ (fig. 1318) communiquant avec les pôles I, I de la bobine de Ruhmkorff, et placés à l'orifice d'un tube T par lequel sort un fort courant d'air. Un conducteur \mc communiquant avec le pôle positif est présenté à l'étincelle ; le trait passe en o entre les fils de platine, et l'auréole s'en sépare et se dirige suivant oc. Si l'on ménage une interruption en e, on a un trait à auréole; en n, le trait seul ; et en m, l'auréole seule.

Des voltamètres placés en m et e ont donné les mêmes résultats, tandis qu'en n on n'obtient que des effets de tension. L'auréole représente donc la décharge de quantité, et le trait, la décharge de tension. En n, une feuille de papier est percée et non brûlée ; dans l'auréole, dont on a séparé le trait, suivant abc, (fig. 1314) les corps combustibles prennent feu; un fil de verre, un fil de platine fondent, parce que cette auréole a une certaine durée.

Enfin les aimants puissants dévient l'auréole, qui s'étale en éventail , et sont sans influence sur le trait, à cause de son instantanéité.

4775. Lueurs produites a travers les mauvais eondueteurs. — Si l'on applique, comme l'a fait M. Du Moncel , des plaques de métal communiquant avec les extrémités du fil induit, sur les faces extérieures de deux lames de verre séparées par une couche d'air de 2 ou Smm d'épaisseur, on voit dans l'obscurité, une pluie lumineuse d'une belle couleur bleue , qui paraît s'échanger entre les deux surfaces de verre, et il se dégage une vive odeur d'ozone. Si l'une des plaques métalliques est plus petite que l'autre, elle est entourée d'une auréole de lumière bleue rayonnant dans tous les sens. On peut ainsi , en appliquant sur la lame de verre une feuille d'étain découpée, obtenir un dessin qui se détache en noir sur un fond lumineux (fig. 1319). Si l'on remplace FiS- <3<9.

la feuille d'étain par une couche d'un liquide conducteur formant un dessin , le liquide paraît lumineux , et ses contours sont entourés de franges brillantes.

Il n'est pas facile d'expliquer le passage de l'électricité entre les deux lames de verre ; cependant, on peut rattacher ce phénomène à la polarisation moléculaire qui se fait dans les plus mauvais conducteurs, et à la pénétration lente de l'électricité à travers leur épaisseur (1349,1353). Dans tous les cas, les faces intérieures des lames de verre sont électrisées ; car M. Du Moncel a vu de la limaille métallique osciller entre ces deux lames, comme dans l'appareil à grêle de Volta. D'un autre côté, M. Grove a découvert certains faits des plus curieux, qui montrent bien que les molécules des faces intérieures des lames de verre ont éprouvé , soit dans leur arrangement, soit dans leur nature, des modifications sensibles. Ayant fait l'expérience de M. Du Moncel, après avoir pressé entre les deux lames de verre une feuille de papier imprimée

d'un côté, il put, après avoir démonté l'appareil , voir les lettres apparaître nettement sur la surface du verre qui était en contact avec le côté imprimé, en soufflant simplement sur cette surface. L'ayant exposée ensuite à des vapeurs d'acide fluorhydrique, qui, comme on sait, attaquent le verre, les lettres se dessinèrent, d'une manière imparfaite, il est vrai, mais permanente , sous l'action corrosive des vapeurs acides. Ayant alors interposé entre les lames de verre des morceaux de papier découpés en forme de lettres, et ayant, après le passage du courant, exposé la surface du verre aux vapeurs acides , les lettres, d'abord invisibles, sortirent d'une manière très nette en donnant une reproduction permanente du mot qu'elles formaient.

1776. Lumière des courants Intalte dans le vide. — Nous ayons déjà signalé, à propos de l'arc voltaïque (1537), les différences que présente la lumière électrique aux deux électrodes. Les courants d'induction à forte tension permettent d'observer plus facilement ces phénomènes, à cause de l'absence d'effets calorifiques énergiques. MM. Masson et Breguet ont pu , en effet, avec un appareil imparfait, distinguer dans le vide les apparences lumineuses différentes qui se manifestent aux deux électrodes quand l'intervalle qui les sépare est traversé par l'extrà-courant. M.Rubmkorff a étudié le même phénomène dans des conditions beaucoup plus favorables, avec sa bobine. Ayant fait le vide dans Y œuf électrique (fig. 1320), il a vu constamment se produire deux lumières différentes; l'une de couleur violette, enveloppe complètement la boule et la tige par lesquelles arrive l'électricité négative ; l'autre, d'un rouge de feu, semble adhérente à la boule positive , et forme une sorte de corps ovale qui s'étend vers la boule négative. Si l'on introduit une résistance considérable dans le circuit induit, la lumière rouge disparaît autour de la boule positive, et est remplacée par une lumière bleue comme celle de la boule négative. Si l'on fait communiquer une des tiges seulement avec l'une des extrémités du fil induit , il ne se produit de lumière dans le vide qu'avec l'extrémité extérieure de ce fil ; ce qui prouve une fois de plus qu'il possède une tension beaucoup plus forte que l'extrémité intérieure (1774). Quand le courant inducteur n'est pas trop intense, on peut, dans ce cas, dévier en tout ou en partie la gerbe lumineuse qui part de la boule, en approchant de la paroi du récipient un corps conducteur non isolé.

M. Gaugain a remarqué que, si l'on garnit de gomme laque l'une des boules de l'œuf électrique, ainsi que la tige qui la porte , en ne laissant qu'un point à découvert, et qu'on fasse arriver par cette boule les courants induits de rupture, qui seuls traversent le vide (1 754), l'aiguille d'un réométre placé dans le circuit se dévie de plus en plus à mesure que le vide est plus complet. Mais, si les courants induits marchent de la boule nue à la boule garnie, quand la pression descend au-dessous d'une certaine limite , la déviation décroît, devient nulle, et finit par changer de signe. Les courants qui passent librement , de la boule garnie à la boule nue, semblent donc ne pouvoir franchir l'œuf, sous une certaine pression, delà boule nue à la boule garnie; l'œuf ainsi disposé se comporte

donc par rapport à l'électricité , comme une soupape par rapport aux liquides. C'est pourquoi M. Gaugain le nomme, quand il est ainsi disposé, œuf-soupape ou soupape-électrique.

1777. Stratification de la lanière électrique. — Peu de temps après l'invention de la bobine de Ruhmkorff, M. Grove, dans des recherches sur les taches que produit la décharge induite de cet appareil , sur des plaques métalliques disposées à l'électrode positif ou négatif, fut conduit à expérimenter dans l'air très raréOé contenant différentes'vapeurs. Ayant opéré dans le vide fait sur du phosphore, il vit la lueur qui joignait les deux boules, divisée en couches minces transversales brillantes, séparées par des couches sombres continuellement agitées '. Ce phénomène , désigné sous le nom de stratification de la lumière électrique , était découvert vers la même époque par M. Ruhmkorff, et par M. Quel, dans le vide fait sur la vapeur d'alcool.

M. Quet a fait une étude attentive de la lumière stratifiée 2. On serait porté à attribuer le phénomène aux intermittences des décharges ; mais il se manifeste de la môme manière quand on ne fait passer qu'un seul courant induit, en soulevant à la main le marteau de l'appareil d'induction. De plus, nous avons vu que M. Despretz a obtenu des stratifications dans l'arc voltaïque produit par le courant continu d'une pile puissante (1437). Pour obtenir de belles stratifications, M. Quet fait le vide dans l'œuf électrique contenant des vapeurs d'esprit de bois , ou d'essence de térébenthine , d'alcool, d'huile de naphte, de bichlorure d'étain , etc. , ou enfin renfermant du fluorure de calcium, puis il fait communiquer les électrodes a et 6 avec les colonnes de l'appareil de Ruhmkorff, et il soulève Fig. mo.

le marteau avec la main , de manière à ne faire passer qu'un courant induit à la fois. On voit alors les stratifications se dessiner nettement, sans être gênées par les mouvements vibratoires ou gyratoires qui se manifestent quand le marteau oscille très rapidement, et l'on peut reproduire le phénomène aussi souvent que l'on veut. La fig. 1120 donne une idée de l'aspect que présente la lumière stratifiée. La boule positive b est enveloppée, ainsi que la tige qui la porte, de trois couches de lumière violette, dont la seconde est beaucoup plus sombre que les deux autres ; puis vient un espace obscur, et enfin des couches alternativement rouges et sombres qui s'étendent jusqu'à la boule positive. Ces bandes sont courbes ; M. Quet en a obtenu de sensiblement planes en opérant dans un récipient cylindrique, avec l'essence de térébenthine.

< Annales de chimie et de physique, 3* série, t. XXXVII, p. 376.

2 Annales de chimie et de physique, 3e série, t. IV, p. 443.

3 Comptes-rendus de V Académie des sciences de Paris, t. XXXV, n. PAO.

Du reste , les apparences de la lumière stratifiée, le nombre et l'épaisseur des couches, dépendent de la nature des vapeurs employées et de la tension du courant induit. Dans le vide fait sur le fluorure de silicium, le pôle négatif est entouré d'une lumière jaune; dans la vapeur d'essence de térébenthine, le pôle positif est entouré de lumière blanche. Avec 30 couples et l'adjonction d'un condensateur, il n'y a plus de stratifications, et l'œuf semble rempli de gaz d'éclairage enflammé et de couleur uniforme.

Tubes de Geisaier. — La disposition des stratifications dépend aussi de la forme des récipients. M. Geissler, artiste à Bonn, fabrique des tubes à ampoules de formes très variées, fermés hermétiquement à la lampe, après qu'on y a fait le vide, en y laissant des traces de vapeurs diverses. La/fy. 1321 représente un de ces tubes ; les extrémités du fil induit sont mises en communication avec des fils de platine n, p, scellés dans le verre. Les strates sont ordinairement convexes vers le fil négatif n, qui est enveloppé d'une auréole

nfm?

mince et brillante, autour de laquelle règne une lumière douce et sans stratifications. Les strates sont d'autant plus brillantes et plus épaisses que le tube est plus étroit au point où on les observe. En même temps, les parois du tube présentent un éclat particulier dont nous aurons à parler dans l'optique. et qui est désigné sous le nom de fluorescence.

M. Gassiot a étudié les stratifications au moyen de tubes de Geissler, dans lesquels il faisait le vide, après les avoir remplis de divers gaz*. Ces tubes contenaient des traces de vapeurs de mercure : pour avoir un vide plus parfait. il employait un moyen imaginé par M. Andrews, qui consiste à introduire dans le tube de l'acide carbonique et de la potasse caustique. En chauffant plus ou moins, il rendait plus ou moins complète l'absorption du gaz par la potasse, et pouvait opérer sous des pressions graduées h volonté. Il reconnut ainsi que les stratifications qui partent du fil positif, s'étendent de plus en plus vers le fil négatif, à mesure que le vide est plus parfait , et deviennent plus distinctes: puis, quand l'absorption du gaz est complète, auquel cas on a un vide supérieur à celui du baromètre, il n 'apparaît plus de lumière, et un réomètre ou un tube de Geissler contenant des vapeurs, introduits dans le circuit, ne pré-

1 Annales de chimie et de physique, 3e série, t. LIV, p. 243 , et LV, p. 244.

sentent ni déviation , ni effets lumineux , ce qui prouve qu'un espace vide ne laisse pas passer l'électricité. — Au lieu d'employer l'étincelle d'induction, M. Gassiot a aussi employé celle de sa pile à eau de 3,520 auges isolées (1454), ou une pile de Grove de 400 couples, et il a obtenu la stratification dans le tube vide d'acide carbonique, quand il y Taisait passer le courant par étincelles de 5™* de longueur. — M. Riess a reconnu que, lorsqu'on approche un corps conducteur d'une partie renflée des tubes de Geissler, la lumière est attirée, et que Ton entend un pétillement produit par de petites étincelles qui jaillissent entre ce corps et le verre; il y a donc électrisalion par influence de la surface extérieure du verre, et l'on peut , au moyen du plan d'épreuve, reconnaître qu'une partie des tubes, électrisée positivement, est séparée de l'autre électrisée négativement, par une ligne neutre , qui est placée au milieu si le tube a une forme symétrique. L'espace sombre qui existe autour du fil négatif ne donne que des signes très faibles d'électricité1.

Usages de la lanière stratifiée. — M. Plucker a étudié l'action des aimants sur la lumière stratifiée, et il a reconnu qu'elle est attirée ou repoussée, comme Tare voltaïque, par les électro-aimants (1535). Mais ce qu'il y a de curieux , c'est qu'il a pu obtenir des courbes magnétiques, non pas dans un plan, comme quand on produit le spectre magnétique, mais dans l'espace. Pour cela, il engage entre les pôles d'un électro-aimant la sphère négative n (fig. 4321), Fig> m2>

dans laquelle s'enfonce jusqu'au centre un fil de

platine garni de verre, excepté à son extrémité. Dès que l'électro-aimant est en activité, la lueur uniforme qui remplit la sphère n dessine des lignes magnétiques brillantes dont la couleurdépend de la nature de la vapeur sur laquelle est fait le vide. Comme la résultante des actions d'un aimant sur un élément de courant est proportionnelle au sinus de l'angle que fait l'élément avec cette résultante (1660), on voit qu'il y aura équilibre quand l'angle sera nul; les courbes magnétiques jouissent donc de la propriété d'être tangentes à chaque pointa la direction de la résultante en ce point2.

2° M. de La Rive a répété, au moyen des courants induits traversant le vide fait sur diverses vapeurs, son expérience sur l'influence du magnétisme sur la lumière électrique dans le vide (1410) '. La fig. 1322 représente l'appareil dont il se sert. CF est un cylindre en fer doux, appuyé sur un électro-aimant

i Cosmos, Revue des progrès des sciences, t. XV, p. 260. 2 Annales de chimie et de physique, 3e série, t. L1V, p. 239.

E, et pénétrant dans l'œuf électrique par une tubulure inférieure. Ce cylindre , qui communique avec le bouton extérieur /", est enveloppé, excepté à ses extrémités , d'une coucbe isolante formée d'un tube de verre dont les deux faces sont garnies de gomme laque. Un anneau en cuivre C entoure cette couche isolante à la partie inférieure, et communique avec le bouton c. Quand on attache au bouton f l'extrémité positive du fil induit de la bobine de Ruhrokorff, et au bouton c l'extrémité négative, on voit dans l'œuf vide une gerbe lumineuse cylindrique, qui va de l'extrémité F à l'anneau C, et dans laquelle on distingue des jets plus brillants que les autres. Si alors on lance un courant dans la bobine E , de manière à aimanter le cylindre CF, la lumière prend une nouvelle disposition et se met à tourner rapidement autour de CF dans un sens qui dépend de celui de l'aimantation du fer, en présentant ainsi un nouvel exemple de la rotation des courants par les aimants (1716). Si l'on change le sens du courant induit, les phénomènes sont moins brillants, à cause de l'espace obscur qui existe autour de l'électrode négatif.

3° Pour expliquer ce fait, que les queues des comètes sont dirigées du côté opposé au soleil, M. Faye a émis l'hypothèse d'une action répulsive exercée par la chaleur solaire sur la matière très rare qui compose les comètes. Pour appuyer cette hypothèse , M. Faye , avec l'aide de M. Ruhmkorff, a cherché si un corps incandescent exercerait une action répulsive sur la vapeur très raréfiée qui sert de véhicule à la lumière stratifiée. Les stratifications étaient produites dans un récipient à robinet , entre deux tiges horizontales à boules , très rapprochées d'un plateau métallique sur lequel la cloche était mastiquée , et au centre duquel était une rondelle mince en platine, portée au rouge par un double courant d'air et de gaz enflammé. Les strates s'écartaient à une distance de 1 centimètre environ de cette rondelle , quand elle était incandescente, comme si elles avaient éprouvé une répulsion '.

1778. De 1» cause des stratifications. — M. Gaugain a fait un grand nombre d'expériences pour expliquer la stratification de la lumière électrique, en se plaçant dans des conditions bien déterminées 2. Il a trouvé que : !• dans un récipient parfaitement nettoyé, avec les boules et les tiges de cuivre bien polies et non vernies, il n'y a pas de stratifications, et la tige positive se trouve enveloppée d'une lumière d'aspect floconneux et d'uni couleur rosée ; 2° si le vide est fait dans une vapeur combustible, il y a stratification, et l'œuf présente l'aspect de la fig. 1320 ; 3° quand l'expérience se prolonge pendant longtemps, les stratifications finissent par disparaître ; 4° si le vide est fait dans un mélange d'air et de vapeur combustible, les couches sont d'autant plus nombreuses et plus minces, et elles persistent d'autant plus que l'air contient plus de vapeur. M. Gaugain conclut de ces résultats, que les stratifications sont dues à la combustion des vapeurs. Il cherche à prouver que les couches sont

1 Comptes-rendus de l'Académie des sciences de Parts, t L, p. 894 et 959.

2 Comptes-rendus de Y Académie des sciences de Paris, t. XL, p. 4036.