IV. Set Machinai étotrlqiMS

*S74. Une machine électrique consiste essentiellement en un corps frottant, un corps frotté et des conducteurs isolés sur lesquels s'accumule l'électricité. La première machine électrique a été imaginée par Otto de Fig. 936. Guericke. Elle consistait en un globe

de soufre ou de résine auquel on imprimait un rapide mouvement de rotation , et sur lequel on appuyait les mains pour exercer le frottement. Boze, en 1741, suspendit par des cordons de soie, un cylindre en fer -blanc qui recueillait l'électricité , au moyen d'une chaîne descendant près de la surface de ce globe. Winkler , vers la même époque, remplaça les mains par des coussins en cuir. La fig. 936 représente une machine

électrique telle qu'on l'employait encore du temps de Nollet. s est le globe de soufre, que l'on fait tourner au moyen d'une roue et d'une corde sans fin; mn est le conducteur isolé, sur lequel l'électricité passe par la chaîne c. En 1766, Bamsden remplaça le globe tournant par un plateau en verre.

i&vs. Maehiae de Bamsdea. — Cette machine, la plus usitée en France, donne de l'électricité positive. Un plateau circulaire en verre (fig. 937), mobile autour d'un axe horizontal à manivelle m, est pressé de chaque côté entre deux paires de coussins élastiques, soutenus par les deux montants verticaux qui

Fig. 937.

portent l'axe de rotation. Des conducteurs ffcc\ ordinairement en laiton, sont soutenus par des colonnes isolantes en verre. Les parties /*, f recourbées en fer à cheval, se nomment les mâchoires; elles sont garnies en dedans de pointes métalliques, dont les extrémités sont très prés des deux faces du plateau de verre.

Quand on fait tourner ce plateau, il se développe de l'électricité ; le fluide négatif se porte sur les coussins, et de là passe dans le sol, avec lequel ils communiquent, et le fluide positif se porte sur le plateau. Quand les parties électrisées de ce dernier arrivent dans les mâchoires /*, /", elles y décomposent par influence le fluide neutre; le fluide positif est repoussé dans les conducteurs c, c', et le fluide négatif, attiré dans les pointes, s'écoule et se précipite sur le plateau de verre, où il se combine avec l'électricité positive, pour former du fluide neutre. L'écoulement est visible dans l'obscurité, et chaque pointe est III 8

garnie d'une petite aigrette lumineuse. On emploie des pointes, parce qu'elles ont la propriété, comme nous le verrons, de laisser sortir très facilement l'électricité. Quelquefois cependant on les remplace par de petites tiges arrondies à l'extrémité ; alors le fluide négatif passe sur le plateau, par intermittence , et sous forme d'étincelles. Le mouvement de ^^^ rotation continuant, l'électricité positive du plateau se renou-

flj^^^^ velle à chaque instant.

^^^Hk\ On voit qu'il n'y a de chargés d'électricité que les deux

j^^^^Hjjj^ quarts du plateau dans lesquels le mouvement se fait des ^^^^HiiK coussins à la mâchoire voisine. Dans ce trajet, une partie de Fig. 938. l'électricité du verre se perd par le contact de l'air, quand il est humide. Pour diminuer la perte, on garantit chacun des quarts dont nous venons de parler, au moyen d'un secteur formé d'une double lame de taffetas (fig. 938), que l'on fixe aux coussins, ou aux montants qui les soutiennent.

Limite de la charge. — La quantité d'électricité qui peut s'accumuler sur une même étendue des conducteurs de la machine électrique, n'augmente pas indéfiniment ; elle est limitée comme la décomposition par influence ellemême (1267), et aussi par les pertes qui se produisent, soit par l'air, soit par lés colonnes isolantes. Ces pertes s'accroissent avec la quantité de fluide accumulée, et finissent par être égales, à chaque instant, à l'électricité fournie par le frottement. Par conséquent, plus on tournera rapidement, plus celle-ci sera grande, et plus la limite de charge sera élevée. Quand la machine fournit beaucoup d'électricité, il y a une autre circonstance qui limite la charge : c'est que l'électricité se perd dans l'air par les parties saillantes des conducteurs, malgré le soin que l'on prend d'arrondir tous les contours; les pointes et les angles ayant la propriété de laisser écouler l'électricité (1304). De plus, ce fluide peut passer par explosion, des mâchoires aux coussins, sous forme de traits éblouissants qui longent la surface de la roue. Quand on arrive à ce résultat, c'est que la machiue fonctionne très bien.

Tout ce qui augmente la déperdition diminue le maximum de charge des conducteurs. II faut citer en première ligne l'humidité de l'air, qui agit, soit en enlevant par son contact l'électricité des conducteurs ou du plateau, soit en se déposant sur ce dernier, qui alors ne fournit que peu d'électricité. Il faut alors le sécher, en en approchant du feu ou en y appliquant des serviettes chaudes. M. Mùnch a remarqué qu'en faisant quelques traits avec un morceau de suif sur le plateau, on lui fait donner immédiatement beaucoup plus d'électricité. En enduisant les colonnes isolantes, quand elles ne sont pas vernies à la gomme laque, d'une couche imperceptible de la même substance, elles isolent parfaitement, même quand l'air est humide; le suif agit ici en repoussant l'humidité de la surface du verre. Nous avons indiqué plus haut l'usage des secteurs en taffetas.

£leecroaièCre à ea4raa en de Healey. — Pour juger de la charge de la

MÀCHffiES ÉLBCTRIQDBS. 145

machine, on se sert de Y électromètre de Henley, qui se voit en e (fig. 937). Le pendule de cet instrument est repoussé par son, support , et l'écart se mesure sur un cercle divisé. Le pendule peut s'élever aç-dessus de l'horizontale, à cause de la répulsion dn conducteur c.

La quantité d'électricité fournie aux conducteurs dépend de la grandeur du plateau et des coussins, et aussi de l'état de leur surface.

CtaniM. — Les coussins se font en peau de daim rembourrée de crin ; on les enduit de diverses substances, qui constituent en réalité le corps frottant. Citons d'abord l'or musif ou deutosulfure d'étain, matière friable que l'on fait adhérer aux coussins au moyen d'un peu de suif. On emploie encore différents amalgames pulvérulents, parmi lesquels nous citerons celui de Singer (1 partie d'étain, 2 de zinc et 6 de mercure, ou 2 d'étain, 3 de zinc et 7 de mercure) ; celui de Cavallo (4 d'étain contre 3 ou 4 de mercure ; on ajoute souvent 1 de zinc) ; celui de Kienmayer (1 de zinc, 1 d'étain et 2 de mercure). Quand la machine s'affaiblit, on démonte les coussins et on les frotte l'un sur l'autre de manière à déplacer la matière adhérente. Leroy disposait les coussins de maniéf e qu'on pût les retourner de haut en bas, et ce changement suffisait pour que la machine reprit une grande énergie.

Van-Harum a imaginé une espèce de coussin qui a été remise en faveur, par M. Perrault-Steiner : la surface frottante est une feuille de fort taffetas enduite d'un amalgame de zinc, d'étain et d'un peu de bismuth, dans des proportions que H. Steiner n'a pas publiées. Ce taffetas est appliqué sur une étoffe de coton croisée, enduite du même amalgame, et tendue sur plusieurs couches de flanelle épaisse appuyées sur une plaque de bois. Entre ces couches s'engage une même feuille d'étain, par - laquelle la surface frottante est facilement débarrassée de son électricité négative, que des bandes métalliques appliquées sur les montants qui soutiennent la roue, conduisent dans le sol, par l'intermédiaire d'une chaîne a (fig. 937).

Piateaa. — Le verre du plateau doit être le moins hygrométrique possible; c'est pourquoi on le construit avec les anciennes glaces, qui renferment peu de potasse. Certains fabricants préfèrent le verre olivâtre des bouteilles, d'autres le cristal ; on emploie encore du verre coloré en bleu par le cobalt. On augmente l'efficacité des plateaux en les faisant séjourner dans l'eau bouillante, qui agit probablement en enlevant de la potasse à la surface, par une action analogue à celle qui se produit sur les monnaies, qu'on plonge dans de l'eau acidulée, pour enlever l'alliage à la surface, et leur donner plus d'éclat.

On a fait des machines avec plusieurs plateaux assemblés sur le même axe ou sur des axes différents; on a fait aussi, dernièrement, des plateaux en gutta-percha, mais ils s'usent assez promptement. On en a construit en caoutchouc durci; dans ce cas, la machine se charge d'électricité négative.

La machine de Ramsden ne donne que l'électricité positive ; on peut cependant recueillir celle qui se porte sur les coussins, en isolant les- pieds de l'appareil sur des blocs de résine; on trouve alors les coussins, les montants

ÉLBCTBICrrt STATIQUE.

et la table chargés de fluide négatif. — Leroy obtenait les deux électricités à la fois, en disposant les coussins en dehors des montants qui portent Taxe de la roue, et les soutenant par des colonnes' de verre, comme dans l'appareil qui suit.

«15 bis. Maehlae Wlnter. — Quand une machine fonctionne bien, la charge est limitée par des décharges qui se font continuellement entre les coussins et les mâchoires, le long du plateau de verre. Cet inconvénient est évité dans la machine de M. Wintet (fig. 938 bis) : il n'y a qu'une paire de coussins, C, placés à une distance de 180° environ des mâchoires. Celles-ci sont formées d'un anneau, fendu en deux pour laisser passer le plateau, et dont chaque moitié est garnie du côté de ce plateau, de nombreuse pointes. Les étincelles que donne cet appareil sont d'une longueur surprenante ; mais elles sont minces et peu brillantes, parce que, si l'électricité accumulée en * aune forte tension, comme il n'y a qu'une paire de coussins elle n'est pas en bien grande quantité. Du reste, les coussins sont isolés , de manière qu'on peut recueillir

l'électricité négative qu'ils reçoivent.

Fig. 938 bis.

«*«. Maehlae de Vi

— Cette machine donne l'une ou l'autre électricité, à volonté. L'axe du plateau (fig. 939) est soutenu par deux colonnes isolantes, et pressé, aux extrémités du diamètre horizontal, par des coussins fixés à des boules isolées c, c'. Deux arcs métalliques oo, aa'y portés par des manchons que traverse l'axe, peuvent être placés, soit dans un plan vertical , soit dans un plan horizontal. Ces arcs sent terminés par de petits cylindres parallèles au plateau , et garnis de pointes. L'arc oo' est mis en communication avec le sol au moyen d'une chaîne. — Si l'arc aa est vertical, et l'arc oo' en contact avec les coussins, la machine fonctionne comme celle de Ramsden, et la sphère B se charge d'électricité positive. Si, au contraire, on met l'arc oo' vertical , et l'arc aa horizontal et en contact avec les coussins, la sphère B recueille l'électricité négative de ces coussins, et l'électricité positive dont se charge l'arc oo' > par suite d'une décomposition par influence

Fi? 939.

passe dans le sol. En supprimant la chaîne, on aurait sur Tare oo' du fluide positif, en même temps que du fluide négatif en B.

4*79. Maehiae de Nalrae. — Cette machine, usitée surtout en Angleterre, donne, en même temps, les deux électricités. Elle se compose d'un cylindre,

Fig. 940.

en verre que Ton fait tourner autour de son axe oo' (fig. 940), au moyen delà manivelle m. De part et d'autre de ce cylindre, sont deux conducteurs isolas c et c'. L'un, c, porte un coussin F, pressé par un ressort contre le cylindre de verre ; l'autre, c', est garni de pointes dirigées vers ce cylindre. L'électricité négative du coussin est recueillie par le conducteur c, tandis que le conducteur c' se charge par influence de fluide positif. Quand on n'a besoin que d'une seule espèce d'électricité, on fait communiquer avec le sol, le conducteur sur lequel se porte l'autre, afin d'augmenter la décomposition produite par le frottement.

Peatae électrique. — Ce petit appareil (fig. 941 ), notablement perfectionné par M. Riess, a l'avantage d'être très portatif. Le frottement est produit par un piston p en liège garni de drap et enduit d'amalgame, et mis en mouvement dans un tube de verre , par l'intermédiaire de la tige f, dont la partie v est en verre. L'électricité négative du piston est recueillie par la virole a. L'électricité positive du verre décompose par influence le fluide neutre d'un plateau garni de pointes, c, fixé au piston, dont il est isolé, et communiquant par le ressort r, avec la virole &, qui est électrisée positivement. On tient la pompe en a ou en b, suivant qu'on veut recueillir l'électricité positive ou l'électricité négative.

4978 Expérieaeee diverses. — On fait avec la machine électrique différentes expériences dont nous avons déjà cité un certain nombre. Parmi les

effets les plus remarquables de cet appareil il faut citer Y étincelle électrique , qui se produit quand on en approche un corps conducteur en communication avec le sol. C'est à la longueur et à la grosseur du trait lumineux, que Ton juge de la puissance et du bon état de la machine.

Tabouret isolant. — On peut tirer des étincelles du corps d'une personne communiquant avec le conducteur de la machine électrique, et montée sur un tabouret isolant, T (fig. 937), qui n'est autre chose qu'une petite table à pieds de verre. On peut remplacer les pieds de verre par des morceaux de bois léger desséchés au four, et ayant séjourné dans de l'huile bouillante. Nollet et Brisson ont employé des sabots préparés de la même manière. La personne électrisée n'éprouve aucune sensation particulière, si ce n'est aux cheveux, qui se dressent par leur répulsion mutuelle. Cet effet augmente quand un observateur non isolé approche la maiu, dans laquelle il se fait une décomposition par influence.

Conducteurs secondaires. — La quantité totale d'électricité que reçoivent les conducteurs dépend, toutes choses égales d'ailleurs, de l'étendue de leur surface. Quand on veut rassembler beaucoup d'électricité, on les fait communiquer avec d'autres conducteurs suspendus par des cordons de soie, et que l'on nomme conducteurs secondaires. L'expérience a prouvé que des cylindres étroits et très longs recueillent plus d'électricité, à égalité de surface, que les cylindres plus gros. Volta employait de petits cylindres de 13am,5 de diamètre, et de 2»,60 de longueur ; deux de ces cylindres étaient suspendus parallèlement, à des cordons de soie, et les autres étaient posés transversalement sur ceux-ci, de manière à ne pas se toucher.

Les plus fortes machines sont à plateau. Nous citerons celle du musée Teyler à Harlem, construite en 1785 par Cuthberston ; elle est dans le système de Yan-Marum, et porte deux plateaux parallèles, de im,fà de diamètre, qui exigent quatre hommes pour être mis en mouvement; elle donne des étincelles de plus de £ centimètre de diamètre et 65cnB de longueur, produisant une véritable détonation. Un pendule électrique est dévié, à une distance de plus de 12 mètres. Cette machine donne d'autres résultats intenses, que nous aurons occasion de citer. La grande machine du Conservatoire des Arts-et- Métiers de Pans donne des résultats aussi remarquables; le diamètre du plateau est de in,85. Enfin, la plus grande machine qui existe est celle de l'Institut polytechnique de Londres ; le plateau a 2m,27 de diamètre ; il est mis en mouvement par une machine à vapeur. Les effets de ce puissant appareil sont cependant bien dépassés par ceux de la machine de nature toute spéciale qui nous reste à décrire.

4*79. Maefaiae hydro-électrique. — L'électricité que fournit cette machine est due au frottement exercé contre les parois de l'ajutage de sortie, par des gouttelettes d'eau entraînées dans un jet de vapeur. Nous verrons plus tard comment M. Faraday a démontré que la présence de ces gouttelettes est nécessaire pour qu'il y ait dégagement d'électricité. M. Armstrong, qui s'est

un des premiers occupé de ce phénomène, en a lire parti pour inventer une nouvelle machine électrique, dont la fig. 942 représente un modèle. Cp est une chaudière tubulaire, disposée comme celle des locomotives. * est la soupape de sûreté, chargée à 5 ou 6 atmosphères, n le tube à niveau, p la porte du foyer, et C la cheminée. Cette chaudière est isolée par quatre colonnes de verre. Un robinet r permet de faire passer la vapeur dans un réservoir cylindrique K, d'où elle se rend, par des tubes, aux ajutages a, dont on voit une coupe en V. Le jet de la vapeur se brise contre la lame o, puis traverse un canal pratiqué dans une pièce de buis bf sur laquelle est vissée la virole n. Les tubes traversent une botte c, dans laquelle ils sont mouillés par des mèches de colon plongeant dans de Peau ; ce qui fait que la vapeur se condense en partie, et est mêlée de gouttelettes quand elle arrive aux ajutages a. Le tube et conduit dans la cheminée les vapeurs qui se dégagent dans la boîte c.

Le froliement dans le canal de l'ajutage, des gouttelettes d'eau emportées par la vapeur, dégage l'électricité (4447), et le fluide négatif se porte sur la chaudière. Pour recueillir le fluide positif, qui est emporté par la vapeur, on présente en v, un cadre garni de pointes, porté par un globe isolé B. On met les pointes très près des ajutages quand on veut beaucoup d'électricité ; on les éloigne à 10 ou 42cœ quand on veut obtenir, non une grande quantité d'électricité, mais une forte tension, et par suite, de longues étincelles. Quand on ne veut qu'un seul fluide, on unit au sol le corps qui reçoit l'autre; sans cette précautioni une partie des fluides se recombine à travers le jet de vapeur.

Les machines hydro-électriques produisent des effets étonnants. Une petite chaudière de 30 à 40 litres peut donner, par seconde, 4 ou 5 étincelles de 40 à 15cm de longueur. La machine de l'Institut polytechnique de Londres, dont la chaudière, d'environ 2 mètres de longueur, est munie de 46 jets, donne des étincelles de 60e111, et fournit environ 45 fois plus d'électricité que la grande machine à plateau du même établissement. Avec 80 becs, la machine de la Faculté des sciences de Paris donne des étincelles de plusieurs décimètres de longueur et de plusieurs centimètres d'épaisseur, qui se succèdent si rapide» ment qu'on ne peut les compter. Les machines hydro-électriques , malgré

Fig. 942.

Fig. 943.

leur grande puissance ne sont pas d'un usage courant : les ajutages s'usent rapidement, et la chaudière doit être lavée à l'eau de potasse avant de s'en servir. 4MO.S iucnujnou. Dans les laboratoires de chimie, on a souvent besoin d'étincelles électriques pour enflammer des mélanges gazaox. A une machine électrique, on préfère Y électrophare , inventé par Voila, d'après des expériences de Beccaria, iEpinus et Wilke qui passe quelquefois pour l'inventeur. V électrophore consiste en un gâteau de résine coulé dans un moule de bois ou de métal rr' (fig 943), sur lequel on pose un plateau bon conducteur, c,

muni d'un manche de verre. On commence par électriser, en le frottant avec une peau de chat ou de lièvre, le gâteau de résine, sur lequel on pose ensuite le plateau c, qu'il ne touche que par un très petit nombre de points , de sorte que les deux surfaces restent séparées par une couche d'air. Il se fait alors une décomposition par influence dans le fluide du plateau c ; l'électricité positive est attirée du côté de la résine, et la négative est repoussée â la partie supérieure, où l'on peut en constater la présence au moyen d'un électroroètre de Henley. Si l'on enlève le plateau c par son manche de verre, tout y rentre à l'état neutre. Mais si, auparavant, on le touche avec le doigt pour faire écouler le fluide négatif dans le sol, quand ensuite, ayant enlevé le doigt, on soulève le plateau, on le trouve électrisé positivement, et l'on peut en tirer une étincelle. On pourra répéter cette opération un grand nombre de fois, parce que l'électricité de la résine ne passe pas sur le plateau c , et c'est parce que l'instrument peut ainsi conserver son électricité pendant longtemps , dans l'air sec, qu'on le nomme électrophore.

La théorie précédente de l'électrophore n'est pas complète, car elle n'explique pas les faits suivants : i° on n'a que des résultats très fai blés quand le moule est isolé; 2° on peut alors tirer de ce moule une étincelle après avoir touché le plateau supérieur, et une autre après avoir ensuite enlevé ce plateau. Il y a évidemment une action exercée sur le moule par l'électricité de la surface de la résine, qui a fait dire que le fluide négatif, décomposant par influence le fluide neutre du moule, repoussait dans le sol le fluide négatif, et retenait le fluide positif. Ce dernier n'annulait qu'en partie l'action de la résine sur; le plateau supérieur, à cause de sa plus grande distance â ce plateau. — Mais il devrait alors y avoir avantage â isoler le moule, pour y conserver le fluide repoussé, et c'est le contraire qui a lieu. De plus, ce fluide repoussé devrait être positif; or, M. Buff a fait voir qu'il est négatif. Pour cela, il remplaça le bouton d'un électroscope â feuilles d'or par une plaque métallique, appliqua dessus un gâteau de résine, qu'il électrisa par frottement pendant que la plaque communiquait avec le sol ; il posa ensuite sur la résine un plateau isolé, pour former un électrophore ; le toucha avec le doigt en même temps que

ÊLECTROPBORE. • 124

la plaque inférieure ; puis, ayant enlevé ia résine avec la plaque superposée, il

trouva les feuilles d'or chargées d'électricité négative.

Pour expliquer ces faits, remarquons que, lorsqu'on électrise négativement un plateau de résine sur Tune de ses faces, il s'électrise positivement sur la face opposée, par une action moléculaire particulière, sur laquelle nous reviendrons plus tard (1753). L'électricité neutre du moule ci {fig. 944) est alors décomposée par l'influence du fluide positif de la face inférieure de la résine, quoique cette face touche *^^^^^^^^^^h le moule, la résine étant un corps isolant ; d^9|HHEB99Kfe l'électricité négative est attirée vers cette face c TC

et détruit son fluide positif, ou du moins contrebalance les actions qu'il pourrait exercer à Fig. oii.

distance; l'électricité positive est repoussée

dans le sol. Si alors on installe le plateau supérieur ab, on voit que la décomposition que tend à y produire l'électricité de la surface supérieure de la résine n'est plus contrariée par une action contraire du moule. De plus, l'électricité positive du plateau ab, réagissant sur cd, plus que ne le fait son fluide négatif plus éloigné, y détermine une nouvelle décomposition ; et, si le plateau cd est isolé, on pourra en tirer une étincelle due à du fluide positif. Si alors on touche avec le doigt le plateau ab, son fluide négatif s'échappera, et son fluide positif restant seul, une nouvelle décomposition se fera en cd ; du fluide positif sera repoussé, et l'on pourra tirer une nouvelle étincelle. Si l'on touche en même temps les deux surfaces ab, cd, on éprouve une petite commotion. Enfin, quand, après avoir ainsi fait disparaître le fluide positif libre de cd, on enlèvera le plateau ab chargé d'électricité positive, le fluide négatif de cd, qui était retenu par l'attraction de l'électricité positive de ab, deviendra libre, et l'on pourra tirer de cd une nouvelle étincelle, due cette fois à du fluide négatif. — Si le moule cd

* était resté isolé et n'avait subi aucun contact à partir du moment où l'on a appliqué le plateau ab, on voit que ce dernier ne serait que très peu chargé; le fluide positif qui serait resté en cd contrebalançant en partie l'action du fluide négatif de la partie supérieure de la résine. Le même inconvénient serait produit par l'électricité de la face inférieure de la résine , si elle ne communiquait pas avec le sol. Toutes ces déductions se vérifient avec un électrophore à moule métallique et dont la résine n'est pas trop épaisse.

* **• bis» Nouvelles machines électriques. — On a imaginé dernièrement des machines électriques dont la théorie se rapporte à celle de l'électrophore, et qui donnent indéfiniment de l'électricité sans frottement. La première en date est celle de M. Holtz, qui a inspiré toutes les autres. Elle ne fonctionne qu'après qu'on l'a amorcée en en approchant pendant un instant un corps électrise. Un arbre horizontal o (fig. 944 6w),porté par les barres B, B' et les quatre colonnes de verre t, t....9 tourne avec un plateau de verre très mince vv, auquel deux conducteurs opposés ce, ce, isolés dans la barre B, présentent

in

des pointes c, c'. Derrière ce plateau , s'en trouve un autre, ff, aussi très

mince, un peu plus grand , et soutenu par quatre viroles à gorge a, a, a,

portées par des tiges de verre n.n Ce plateau fixe, vu à part en F, porte

deux fenêtres opposées s, s, dont un des bords est garni d'une bande de papier, ou armature, munie d'un appendice intérieur terminé en pointe, p. — Si, après avoir rapproché jusqu'au conlact les deux boutons e, e', on fait tourner rapidement le plateau vv dans le sens de la flèche, puis, qu'on approche d'une des armatures une lame isolante fortement électrisée, on entend un sifflement particulier, on éprouve une résistance à faire tourner, et l'on voit un flux d'étincelles jaillir entre les boulons e, e qu'on a soin d'écarter peu à peu. Une petite bouteille de Leyde rf (1344), posée sur les conducteurs cay c'a', rend les étincelles plus

brillantes , mais moins -? ^Br»— ~**-*Tfc continues. Si l'on écarte trop les boulons, tout effet cesse.

La théorie de cet appareil présentant plus d'un point obscur , plusieurs physiciens, MM. Piche, Bertsch , de Parville , Tœpler ont imaginé des machines, à un seul plateau, auxquelles la théorie de l'électrophore s'applique plus facilement.

Celle de M. Bertsch donne les effets les plus extraordinaires. On s'en fera un^idée en imaginant une machine de Holtz privée de son plateau fixe. On place derrière le plateau tournant, en face d'un des peignes, une lame isolante électrisée, en forme de secteur. Le secteur électrisé agit par influence sur la partie voisine du disque tournant, qui représente le plateau métallique de l'électrophore, quoique mauvais conducteur, parce quil est très mince. Les pointes opposées enlèvent l'électricité repoussée, et celle qui reste, emportée par le mouvement de rotation, arrive en face des autres pointes et est, à son tour, enlevée. Le secteur restant en permanence , l'action continue ainsi, par une induction locale (le disque étant mauvais conducteur), qui se renouvelle à chaque instant. — Dans la machine de Holtz, le corps électrisé n'est approché qu'un instant parce qu'il électrisé l'armature de papier, qui remplace alors le gâteau de résine de l'électrophore.

Les effets de la machine de M. Bertsch sont de beaucoup augmentés, quand on place plusieurs secteurs électrisés les uns derrière les autres. Avec un disque en caoutchouc durci de 50cm de diamètre, et deux secteurs, elle donne un courant d'étincelles de 10cm, capables de charger en moins de 40 secondes une batterie de 2 mètres carrés (1308), et de percer une lame de verre de 8 à lO»"1 d'épaisseur!

Fig. 94 i bis.

de l'étincelle électrique. 423

g t. — DE LÀ LUMIÈRE ÉLECTRIQUE.

I. De l'étincelle éleotriqne et dee eireenstaaeef qui l'aeeempagnent.

f*8*. Nous avons eu occasion de citer plusieurs circonstances où le dégagement de l'électricité est accompagné d'effets lumineux. Nous allons nous occuper maintenant des conditions de ce phénomène. Disons d'abord que l'électricité ne produit de lumière que lorsqu'elle est en mouvement. Tant qu'elle est en équilibre sur les corpsv tant qu'elle reste électricité statique, elle ne donne aucune apparence lumineuse. Mais si elle se déplace, par exemple quand elle s'échappe par une pointe ; quand elle s'écoule dans le sol en grande quantité, par un conducteur à petite section ; quand elle s'élance entre deux corps, elle peut donner une lumière plus ou moins vive. V étincelle nous présente la lumière électrique dans son plus vif éclat. Nous allons d'abord nous occuper de ce cas remarquable.

Caue de l'étincelle électrique. — L'étincelle électrique est le résultat de la combinaison des électricités à travers un milieu mauvais conducteur , qui est ordinairement l'air. Pour le prouver , on peut se servir de la machine de Nairne (fig. 940) . Cette machine porte deux pièces mobiles a et b , dont on peut plus ou moins rapprocher les extrémités. Quand la distance est assez petite, et les charges assez fortes sur les deux conducteurs, qui sont électrisés d'une manière opposée, l'attraction mutuelle des deux fluides surmonte la résistance de l'air, ils se précipitent l'un vers l'autre par intermittences , en formant de- vives étincelles , e , accompagnées de petites explosions.

On produit ordinairement l'étincelle, en approchant d'un conducteur électrisé, un autre corps conducteur. Il est facile de voir que l'étincelle est encore due ici à la combinaison des deux fluides. Il y a deux cas à examiner : le corps qu'on présente communique avec le sol, ou bien il est isolé.

1° Si le corps que l'oa approche communique avec le sol, son électricité neutre est décomposée par influence : le fluide de même nom est repoussé dans le sol, et le fluide de nom contraire est attiré. Quand la distance est assez petite, les deux fluides en présence se précipitent l'un vers l'autre à travers l'air, en produisant l'étincelle. Cette étincelle est d'autant plus longue que le conducteur électrisé est plus fortement chargé, et aussi, qu'il a plus d'étendue. Il semblerait que l'étendue ne devrait avoir d'influence que sur les quantités d'électricité qui se combinent, ou sur la grosseur de l'étincelle. Mais il faut remarquer que l'électricité du conducteur se porte vers le point dont on approche le corps, en obéissant à l'attraction du fluide contraire développé par influence dans ce dernier. Or, plus il y aura d'électricité sur le conducteur, d'après son étendue, plus la quantité qui s'accumulera ainsi entre les points en

présence sera grande et agira fortement pour vaincre la résistance de l'air. C'est pourquoi une machine munie de conducteurs secondaires donne des étincelles, non seulement plus grosses, mais encore plus longues que lorsqu'elle est réduite à ses conducteurs ordinaires.

2° Quand le corps, que l'on approche du conducteur électrisé est isolé, l'étincelle ne part qu'à une faible distance, et le corps reste chargé d'électricité de même nom que celle du conducteur. Supposons ce dernier chargé de fluide positif : la décomposition par influence se fait sur le corps isolé qu'on en approche ; mais le fluide positif repoussé restant sur le corps, restreint la décomposition par influence, puis agissant par répulsion sur le fluide du corps électrisé, empoche ce fluide de s'accumuler au point le plus rapproché, et s'oppose à sa tendance à vaincre la résistance de l'air. Quand l'étincelle aura jailli, l'électricité repoussée se retrouvera sur le corps, en quantité précisément égale à celle qui aura disparu sur le conducteur électrisé, puisque les deux fluides séparés par influence sont toujours en quantité équivalente. C'est ce qui avait fait admettre par Franklin que l'étincelle était le résultat du passage de l'électricité d'un corps sur un autre.

L'étincelle part à une distance d'autant plus grande que le corps isolé qu'on lui présente est plus volumineux. On conçoit, en effet, que le fluide repoussé étant alors plus éloigné du conducteur électrisé, contrarie moins l'approche du fluide de ce dernier. De plus, il y a une plus grande quantité de fluide

Quand le corps électrisé est mauvais conducteur, l'étincelle est très petite, parce que le fluide de ce corps ne peut se transporter que des points très voisins de celui qui est touché. Si le corps qu'on approche d'un conducteur électrisé est mauvais conducteur , la décomposition par influence ne peut s'y produire, et l'on n'obtient qu'une étincelle excessivement petite.

f S8S. Brait de l'étincelle. — La petite explosion qui accompagne l'étincelle, s'explique par la commotion brusque qu'éprouve l'air pendant le conflit des deux fluides, commotion prouvée par diverses expériences. Kinnersley , qui l'a le premier mise en évidence, a imaginé un petit appareil destiné à en apprécier jusqu'à un certain point l'intensité.

Thermomètre deKIaaereley Un gros tube (fig. 945),

complètement fermé, communique par le bas avec un tube plus étroit un' ouvert par le haut; il y a de l'eau dans la partie inférieure de l'appareil. Quand on fait jaillir l'étincelle entre les deux boules qui sont dans le gros tube , le liquide est brusquement soulevé de n en n' par la secousse produite dans l'air, et redescend aussitôt. Quand l'étincelle est forte, 1* liquide peut jaillir hors du tube nn'. Le nom de thermomètre , donné à cet instrument, vient de ce qu'il fait voir que le passage de l'étincelle est accom-

Fig. 945.

de l'étincelle électrique.

Fig. «47.

Fig. 946.

pagné d'une production de chaleur ; car le liquide ne retombe pas au premier moment exactement au niveau n; ce qui montre que l'air a été dilaté par une élévation de température.

Mortier éleetriqne. — L'expansion de l'air logé en o (fig. 946) lance la petite balle placée au-dessus, quand on fait jaillir l'étincelle entre les deux tiges métalliques qui traversent les parois du petit mortier en ivoire. En mettant en o une goutte d'éther, l'action est encore plus vive.

«83. Etincelle a travers les liquides et les solides. — Deux tiges isolées a et b (fig. 947) sont entourées de gomme laque dans les parties qui plongent dans un liquide mauvais conducteur, excepté aux

extrémités. L'une est mise en communication avec le sol.

l'autre avec une forte machine électrique. Au moment ou part l'étincelle, le liquide e*l projeté au loin. Quand le vase est rempli et complètement fermé, il peut être brisé. Le liquide éprouve donc, comme l'air, une violente commotion.

L'étincelle peut aussi jaillir à travers les corps solides isolants ; ces corps sont alors percés d'un trou d'autant plus grand que 1rs quantités de fluides qui se combinent sont plus considérables. Mais pour vaincre la résistance des solides, même quand ils sont en lames minces, il faut de très fortes charges; nous verrons plus tard comment on peut se les procurer (1316). Nous étudierons aussi l'influence sur la distance h laquelle peut partir l'étincelle, de la charge électrique, de la nature du milieu interposé , et de sa pression quand il est gazeux. (1345).

«84. De la forsie de l'étlaeelle. — On n'a étudié la forme de l'étincelle que dans les gaz : cette forme dépend de sa longueur. Dans l'air, l'étincelle est rectiligne quand elle est suffisamment courte. On voit (fig. 9i8) quelques-uns des aspects qu'elle présente alors; les parties légèrement ombrées sont d'un éclat plus faible que les autres et d'une teinte violacée. Quand la distance dépasse 5 ou fi centimètres, l'éclat est tellement vif qu'on ne distingue plus de différence de teintes, et le trait lumineux commence à présenter des sinuosités. Quand la longueur est plus grande encore, {'étincelle est très irréguïière : tantôt c'est une courbe brillante très sinueuse ab (fig. 949), laissant échapper de fines ramifications dans diverses directions ; tantôt elle présente la forme d'un zig-zag à angles aigus. Cette dernière forme, plus rare

Fig. 948.

que l'autre, se manifeste particulièrement quand les charges sont très fortes. Il arrive aussi, parfois, que l'étincelle se divise en plusieurs branches, quand elle est très longue.

La forme irrégulière de l'étincelle est assez difficile à expliquer. On Ta

attribuée à la résistance de l'air, qui, refoulé brusquement par l'impétuosité du fluide , est comprimé dans le sens où il s'élance de manière à offrir plus de résistance ; ce qui force l'électricité à changer de direction. On a aussi invoqué le défaut d'homogénéité de l'air, et la présence de parcelles étrangères en suspension. Pour montrer l'influence du gaz sur le Fi8- 949* phénomène , on fait l'expérience

suivante.

Œuf électrique. — Un vase de verre ovale (fig. 950), muni d'un robinet par lequel on peut en extraire l'air, porte deux tiges métalliques terminées dans l'intérieur par des boules, et dont une traverse une botte à cuirs qui permet de l'enfoncer plus ou moins. On fait communiquer l'une des tiges avec une machine électrique, et l'autre avec le sol , et l'on voit des étincelles sinueuses jaillir entre les deux boules. Si l'on ra-

Fig. 951.

réfie un peu l'air, les étincelles sont moins sinueuses et peuvent Fig. 950. s'élancer à une plus grande distance. Enfin , quand la pression

n'est plus que de quelques millimètres , l'électricité passe d'une manière continue entre les deux boules, en formant un sphéroïde lumineux, connu sous le nom A'œuf électrique ou iïœuf philosophique, noms que l'on donne aussi à l'appareil. L'ovale lumineux est d'autant plus renflé que l'air est plus raréfié, et en môme temps d'un éclat d'autant plus faible, surtout dans la partie moyenne, où il présente une teinte violette.

Quand il se trouve entre deux conducteurs entre lesquels on fait partir l'étincelle, une lame isolante, l'étincelle peut la suivre et jaillir à une bien plus grande distance. Elle peut aussi contourner une lame de verre et en franchir