POUVOIR DES POINTES

le sol, s'oppose bientôt à la décomposition du fluide neutre. Il n'y a donc de neutralisé sur le conducteur électrisé, qu'une quantité de fluide égale à celle qui est décomposée sur celui qui porte la pointe, lequel contiendra autant d'électricité que l'autre en aura perdu, comme si la pointe avait, en effet, soutiré cette électricité.

Cette propriété des pointes permet de charger des conducteurs isolés, en les armant d'une pointe dirigée vers la machine électrique, et de répéter avec ces conducteurs toutes les expériences que l'on fait avec ceux de la machine. Par exemple, en mettant prés d'une machine en activité les appareils (fig. 930, 931, 932, 934) armés d'une pointe et isolés, ils fonctionnent comme s'ils communiquaient directement avec cette machine.

Le pouvoir des pointes est une des plus importantes découvertes de Franklin, à cause de l'application qu'il en a faite au paratonnerre. Nollet avait remarqué que les angles des conducteurs placés dans le voisinage des corps électrisés sont lumineux dans l'obscurité , et c'est en étudiant ce phénomène, que Franklin, çn 4750, attribua aux pointes le pouvoir de tirer le fluide électrique à de grandes distances, et aussi de le pousser quand elles sont placées sur le corps électrisé '.

1305. Mouvements dûs h l'écoulement de l'électricité pnr les pointes. — Quand l' électricité s'échappe par une pointe, l'air est électrisé et par conséquent repoussé, d'où il résulte un courant de gaz , que l'on peut constater , soit en lui présentant la main , auquel cas on sent un léger souffle , soit en approchant de la pointe dirigée horizontalement, la flamme d'une bougie; cette flamme est chassée latéralement et peut môme s'éteindre si la machine est très forte. On peut encore faire agir ce courant sur une petite roue à ailettes nommée moulinet électrique.

Tourniquet électrique.. — Ce petit instrument consiste (fig. 974) en une chappe, mobile sur un pivot, et portant des tiges métalliques horizontales terminées en pointe recourbée. On fixe .l'instrument sur le conducteur

Fig. 974.

Fig. 975.

d'une machine électrique, et on le voit tourner en sens contraire de l'écoulement de l'électricité par les pointes. Si l'on place l'appareil, non isolé, à une certaine distance de la machine, le mouvement a lieu, par l'écoulement de l'électricité de nom contraire dégagée par influence.

La fig. 975 représente une disposition dans laquelle le tourniquet remonte

1 Lettres de Franklin sur Mkelricilé, traduites par Alibard, t. I, p. 23 et 237.

en tournant, sur deux tringles inclinées ca, c'a', isolées par des pieds de verre, et communiquant avec la machine électrique.

Autrefois on expliquait le mouvement du tourniquet par un effet de réaction analogue à celui que produisent les fluides pondérables ; mais Aimé a fait voir que cette explication est inexacte !. Il suspendit un tourniquet à un fil très fin, fixé à une tige métallique traversant la tubulure d'un récipient; quand cette tige communiquait avec une machine électrique, le tourniquet faisait plusieurs tours, en tordant le fil ; mais lorsque l'air avait été extrait du récipient, il n'y avait plus aucun mouvement, môme lorsque l'appareil avait été recouvert d'une couche de vernis, excepté aux pointes, pour que l'électricité ne pût s'échapper que par là. Il arrivait môme que le mouvement avait lieu dans le sens de l'écoulement, quand on présentait aux pointes, pour diriger le fluide vers leur extrémité, des lames métalliques non isolées. On voit donc que la présence de l'air est nécessaire au mouvement du tourniquet. Ce mouvement s'explique par la répulsion qui s'exerce entre l'air électrisé et la pointe elle-même ; répulsion qui chasse l'air d'une part, comme nous venons de le voir, et, de l'autre, fait rétrograder la pointe. Quand le tourniquet est sous une cloche, il s'arrête bientôt, quand tout l'air est électrisé. La rotation a aussi lieu dans l'huile, liquide mauvais conducteur, mais non dans l'eau.

8 4.- DU CONDENSATEUR. — EFFETS DE LA DÉCHARGE ÉLECTRIQUE. I. Condensateur électrique.

4306. La quantité d'électricité que Ton peut accumuler sur un corps conducteur isolé, dépend de l'étendue de sa surface, de sa forme, de la tension de la machine qui fournit l'électricité, et enfin du point de ce corps par lequel on fait entrer le fluide. Par exemple, si l'on fait arriver de l'électricité par un fil métallique, en un point de l'équateur d'un ellipsoïde de révolution très allongé, la charge atteindra son maximum quand la tension au point d'arrivée sera égale à celle que la machine communique au fil. Or, quand il en sera ainsi, la tension aux sommets sera beaucoup plus grande qu'à l'équateur (1303). Si l'on eût fait arriver le fluide par un des sommets, la tension en ce point aurait été égale à celle du fil, et partout ailleurs, beaucoup plus faible.

Si l'on approche d'un corps qui reçoit de l'électricité d'une machine, que. nous supposons positive, un conducteur non isolé, le fluide négatif qui se dégagera par influence sur ce dernier, attirera le fluide positif que recevra le corps, de manière à diminuer la tension du côté de la machine, ce qui permettra à cette dernière de lui céder une nouvelle quantité de fluide. De cette manière le corps se chargera de beaucoup plus d'électricité qu'en l'absence du conducteur voisin. C'est sur un artifice semblable que repose le jeu du condensateur électrique et la théorie de l'électricité dissimulée.

«80V. De réiectrietté dissimulée. — Considérons une lame isolante ce (fig. 976) sur laquelle sont appliqués deux plateaux métalliques A A et BB un peu plus petits, isolés et munis de petits pendules a et b. Faisons communiquer par un fil, le plateau A avec une machine électrique ; il se chargera d'électricité, que nous supposerons positive, et la charge atteindra son maximum quand la tension au point d'arrivée sera égale à celle de la machine, et le pendule a s'écartera. En môme temps on verra le pendule b s'écarter aussi, par suite d'une décomposition par influence qui se fera dans le plateau B. Mais le pendule b s'écartera moins que le pendule a; car il y aura moins de fluide positif en B qu'en A (4267).

Supposons maintenant qu'on sépare le plateau A, de la machine, et qu'on fasse communiquer B avec le sol. On verra aussitôt le pendule b retomber tout à fait , parce que le fluide positif de B passera dans le sol. Mais en môme temps le pendule a s'abaissera notablement. Pour expliquer ce dernier résultat , remarquons que l'électricité de A , obéissant à l'attraction du fluide négatif resté seul sur B, se portera vers la lame isolante; de sorte qu'il n'en restera que très peu sur la face extérieure de A. Cet effet ne pouvait avoir lieu avant qu'on n'eût chassé dans le sol le fluide positif de B, parce que ce fluide contrebalançait l'action du fluide négatif, et Fig. 976. d'autant plus complètement que ce plateau B est plus mince. Remarquons aussi que toute l'électricité de A n'est pas attirée ainsi contre la lame isolante : en effet , nous avons vu qu'il y a moins de fluide négatif en B que de fluide positif en A ; une partie de ce dernier se portera d'abord vers la lame isolante , puis s'opposera , par répulsion, à l'arrivée d'une nouvelle quantité de fluide de même nom. La portion qui restera sera aussi fortement repoussée qu'attin'e par le fluide négatif de B ; elle sera donc complètement libre, et comme le fluide qui l'attire est plus éloigné d'elle que le fluide qui la repousse , ce dernier sera en moindre quantité que l'électricité négative de B.

On voit que l'électricité du plateau A se partage en deux parties, l'une libre, l'autre attirée vers la lame isolante, et ne produisant pas de tension à l extérieur. Celle-ci se nomme électricité dissimulée ou latente. On voit que toute l'électricité du plateau B est dissimulée.

La quantité d'électricité qui reste libre en A possède une tension beaucoup plus faible que celle qui avait lieu avant qu'on eût fait communiquer B avec le sol. Cette tension est donc actuellement moindre que celle de la machine qui a fourni l'électricité. Si donc on fait de nouveau communiquer cette machine avec le plateau A, elle fournira de nouvelle électricité, jusqu'à ce que la tension du fluide libre en A soit de nouveau égale à celle de ses conducteurs. Cette nouvelle électricité déterminera une nouvelle décomposition par influence dans le plateau B, et le pendule b s'écartera. Si ensuite, après avoir supprimé la

communication de A avec la machine, on fait communiquer B avec le sol, le pendule b retombera, et le pendule a se rapprochera, parce que la plus grande partie du fluide positif qu'aura reçu en second lieu le plateau A, sera rendue latente par la nouvelle quantité de fluide négatif produite par influence sur le plateau B. Il y aura donc en A, une plus grande quantité d'électricité positive dissimulée, et aussi une plus grande quantité de fluide libre, qu'avant la seconde opération. On voit aussi que l'électricité négative de B sera entièrement dissimulée, et qu'elle sera en plus grande quantité que celle qui est dissimulée en A. — En répétant de nouveau la môme série d'opérations, on fournira aux deux plateaux A et B de nouvelles quantités d'électricité, et l'on en condensera ainsi des quantités énormes, qu'ils n'auraient pu recevoir s'ils n'avaient pas été en présence l'un de l'autre.

4309. Condensateur. — A cause de cette propriété, le système des deux plateaux conducteurs séparés par une lame isolante, a recule nom de condensateur électrique. Le plateau A, qui reçoit directement l'électricité, se nomme plateau collecteur, l'autre, plateau condensateur.

Condensateur d*A£nIans.

— Pour suivre facilement toutes les phases des opérations que nous avons décrites, on emploie un condensateur à parties mobiles (fig. 977). Les deux plateaux A et B, soutenus par des colonnes deverreP, P', et munis d'électromètres a, 6, peuvent s'éloigner ou se rapprocher l'un de l'autre, quand on fait tourner la manivelle m. Un pignon denté attaque alors deux crémaillères, que l'on voit à part en c, c\ fixées aux pieds des colonnes , qui glissent dans une rainure. La lame isolante I est formée d'une plaque de verre qui peut s'enlever, et elle est alors remplacée par une couche d'air. Si, dans ce cas, on écarte les plateaux A et B, les électricités qui se trouvaient retenues à leur surface intérieure deviennent libres, et les pendules s'écartent, pour retomber quand on rapproche les plateaux.

Charge du condensateur. — Pour charger un condensateur, au lieu de procéder par intermittences, comme nous l'avons supposé pour expliquer les différents mouvements d'électricité qui se succèdent dans les plateaux, on fait communiquer l'un d'eux avec le sol, et l'autre avec la machine électrique, qui lui fournit de l'électricité d'une manière continue.

Limite de charge — Les quantités d'électricité que l'on peut accumuler sur les deux plateaux sont limitées par deux causes : 1° la quantité d'électricité

Fig. 977.

libre augmente sur ie plateau A, en même temps que la quantité de fluide qu'il reçoit: il arrivera donc un moment où cette électricité libre aura une tension égale à celle de la machine électrique, qui, dés lors, ne pourra plus céder d'électricité au plateau A. 2° Il peut arriver, avant qu'on n'ait atteint le maximum de charge, que la lame isolante ne puisse résister à l'attraction des deux fluides accumulés de part et d'autre; alors ces fluides se combineront à travers cette lame, qui sera percée.

«309. Force condensante. — La quantité d'électricité accumulée dans un condensateur dépend du rapport entre la quantité totale d'électricité que contient le plateau collecteur, et la quantité qui s'y trouve libre. Ce rapport se nomme force condensante. Si, par exemple, la quantité totale d'électricité est égale à 100 fois la quantité d'électricité libre, il est évident que le plateau contiendra 100 fois plus d'électricité qu'il n'en aurait reçu de la même machine, s'il n'eût pas fait partie d'un condensateur.

Voici comment, d'après M. Biot !, on calcule la force condensante : Soit V la quantité totale d'électricité vitrée du plateau A, et v la quantité d'électricité libre ; soit aussi R la quantité d'électricité résineuse du plateau B, R sera moindre queV; on aura donc R = mV, m étant une fraction d'autant plus petite que l'épaisseur de la lame isolante est plus grande. Supposons maintenant que l'on touche le plateau A ; son électricité libre passera dans le sol, et il ne restera sur ce plateau que l'électricité dissimulée V, et l'on aura évidemment V — V'=v. La quantité R d'électricité du plateau B est alors plus grande que V (1307), et *t Von suppose que le rapport de ces quantités reste toujours égal à m, on a Y' = mR=m2Y, en remplaçant R par sa valeur. La quantité d'électricité libre est donc

[1] t> = V— V =V(1— m2), d'où l'on tire y = T=^*~'

pour la force condensante. Par exemple, si m = -*£$, c'est-à-dire si 100 d'électricité positive du platean A neutralise 99 de fluide négatif sur le plateau B, on aura V lv = 50,25, c'est-à-dire que le plateau A pourra recevoir à peu prés 50 fois plus d'électricité que s'il était seul.

On voit que la force condensante est d'autant plus grande que m diffère moins de l'unité. Or la relation V :R=m montre que m est d'autant plus grand que V et R diffèrent moins, c'est-à-dire que la lame isolante est moins épaisse. Pour avoir une forte condensation, il faudra donc que la lame isolante soit très mince. Mais il y a un milieu à garder ; car, quand elle est trop mince, on est forcé d'arrêter la charge bien au-dessous du maximum, si Ton ne veut s'exposer à voir cette lame transpercée par une décharge spontanée.

Il nous reste à voir comment on peut obtenir par l'expérience la valeur du

rapport m. On a bien R = mV, d'où m=—y et il semble qu'on pourrait

séparer les plateaux et prendre le rapport R : V, au moyen du plan d'épreuve. Mais ce procédé serait inexact parce que, comme nous le verrons (1313), la plus grande partie des électricités reste adhérente à la lame isolante. Heureusement qu'on peut remplacer le rapport R : V par le rapport r : v entre la quantité d'électricité libre du plateau A, et la quantité r d'électricité qui devient libre sur le plateau B quand on touche le plateau A. En effet, soitR' la quantité d'électricité dissimulée sur le plateau B après ce contact; on aura r = R— R', et R' =f»V' = w3V, puisque V = ro2V. Donc r = R — R' = mV(4 — m2). Si l'on divise cette valeur der par la valeur [1]

dev, il vient — = ni. Donc — =— =m; ce qui s'énonce en disant que u v V

les quantités totales d'électricité sur les deux plateaux sont entre elles comme

les quantités d'électricité libres sur chacun d'eux, quand l'autre communique

avec le sol. Pour obtenir m, il suffira donc de trouver le rapport r : vf ce qui

se fera au moyen du plan d'épreuve.

Dans cette méthode on a à comparer rapidement les tensions d'électricités

contraires, ce qui présente des difficultés. M. Riess, pour n'avoir à comparer

que des électricités de môme nature, a employé la méthode qui suit, dans le cas

du condensateur à lame d'air. On détermine d'abord la tension sur le plateau

collecteur, l'autre étant éloigné; on obtient ainsi l'angle de torsion «, et l'on a

CL=nyi n étant une constante, et V la charge totale du plateau. On approche

ensuite le second plateau communiquant arec le sol, celui-ci contient alors une

quantité d'électricité R = mV. On supprime la communication avec le sol, on

réunit les deux plateaux par un fil métallique, et la charge totale de l'appareil

est alors V — R. On mesure la tension qui reste, et l'on a pour angle de

torsion a'=.n'(\ — R). Divisant membre h membre par « = »V, on tire

— =w = l — — . Pour obtenir le rapport n\n\ on recommence l'expérience, le plateau condensateur étant isolé ; on a alors R = 0, «t, par consens' quent, 1 r- =0, d'où l'on tire n\n'.

4840. Expériences de M. Biess. — Quelques physiciens ont considéré l'électricité dissimulée comme étant dans un état particulier dans lequel elle ne produirait plus ses effets ordinaires ; mais , d'après la théorie , elle ne peut être dite dissimulée que parce qu'elle n'apparatt pas à la surface extérieure des plateaux, tandis qu'à leur surface intérieure , où elle est accumulée , elle présente ses propriétés ordinaires , et sa distribution pourrait se calculer par les méthodes de Poisson , en tenant compte de l'attraction du fluide du plateau opposé. C'est aussi ce qui a lieu dans l'expérience de la décomposition par influence, où l'on voit les pendules les plus rapprochés du corps électrisé diverger par l'effet de l'électricité attirée, tout comme si elle était libre, et se répandre sur un conducteur isolé juxta-posé (1267). Or, il n'y a pas de différence entre cette expérience et celle du condensateur , si ce n'est que dans ce

dernier, on renouvelle l'électricité pendant quelque temps, de manière à en accumuler de grandes quantités. La distribution de l'électricité dans les plateaux du condensateur dépendra donc de leur forme et de leur étendue. M. Riess a étudié particulièrement cette question à divers points de vue , au moyen d'un appareil à lame d'air, dont le plateau collecteur , de i84nn de diamètre , portait au centre un cylindre de cuivre de 33BIB de longueur, dans lequel s'enfonçait une tige de verre verticale servant à le soutenir , et un gros fil de cuivre horizontal ée5â%ma de longueur, terminé par une sphère S de 4 6mm de diamètre. Le plateau condensateur communiquait avec le sol par l'intermédiaire des tuyaux de conduite du gaz. Les plateaux pouvaient être facilement éloignés l'un de l'autre1.

M. Riess s'est d'abord occupé d'évaluer la force condensante : pour cela, il mesurait la tension en un point du collecteur, d'abord quand il était séparé du plateau condensateur , puis , quand il en était rapproché ; le rapport de ces tensions représente évidemment la force condensante.

1° Quand les tensions sont mesurées sur la boule S, les forces condensantes varient à peu près en raison inverse des distances des plateaux , quand ces distances sont petites ; quand elles sont un peu grandes , les variations sont beaucoup moins rapides ; 2° la grosseur de la boule S n'a que peu d'influence sur les résultats , si ce n'est quand la distance est très petite ; 3° quand on prend les tensions près des bords arrondis du plateau, les forces condensantes sont moindres que lorsqu'on les prend sur la boule ; d'où l'on doit conclure qu'il y a avantage à amener la charge par le centre plutôt que par le bord. Les résultats se voient dans le tableau suivant :

DISTANCES DBS PLATEAUX.

Valeur foreres . „.. i„ v__*,, de la force ^8Ur U bon,econdensante

prise.

près du bord.

4° On peut conclure de là qu'un condensateur à grande surface doit donner une plus forte condensation qu'un plus petit ; car l'influence du contour est d'autant moins marquée relativement, que la surface est plus grande, les surfaces variant comme les carrés des contours. C'est., en effet, ce que M. Munk af Rosenschôld avait remarqué, et ce qui a été constaté par M. Riess, avec deux condensateurs ayant, l'un 484.min de diamètre, l'autre \ilmm.

5° La disposition du fil métallique, qui met le plateau condensateur en communication avec le soi, a aussi une influence marquée ; H. Riess a trouvé la force condensante plus grande quand le fil, partant du centre, quittait normalement le plateau que lorsqu'il lui était parallèle à une dislance de Umm environ. Le tableau suivant contient les nombres relatifs aux deux dernières lois.

Pogg. an*. I. LXXI1I, 367, et Afin. dech. ci deph. (8« série), XLU, p. 376.

DISTANCE DBS PLATEAUX.

Valeur inverse de la force { condensante.

Jffl i

'fll parallèle.

grand condensateur petite normal.

li-,3

On voit que la force condensante dépend de bien des conditions. L'expression -, par laquelle on la représente ordinairement, ne peut donc être

qu'approchée. C'est, en effet, ce qui résulte de la comparaison faite par M. Verdet des valeurs de la force condensante obtenues par M. Riess, à celles que donne la formule, dans laquelle il a introduit les valeurs de m trouvées par le même physicien au mdyen de sa méthode (1309). Les différences entre les résultats du calcul et de l'expérience, considérables pour des distances un peu grandes des plateaux , sont bien moins prononcées pour les petites distances.

4344. Décharge du condensateur par contacts successifs. — On peut décharger le condensateur en enlevant successivement aux plateaux isolés le fluide qui y devient libre quand on touche le plateau opposé. Mais pour décharger complètement le condensateur par ce moyen , il faudrait un nombre infini de contacts, de môme que pour enlever tout l'air du récipient d'une machine pneumatique parfaite, il faudrait un nombre infini de coups de piston. Ce résultat se déduit du calcul suivant, qui e4 calqué sur celui que l'on fait dans le cas de la machine pneumatique (I, 330).

Soient Y, Vt, V2, ... Yn les quantités d'électricités qui restent sur le plateau A, et R, Rj, ... Rn, celles qui restent sur B, après qu'ils ont reçu 0, 1, 2, 3 ... n contacts alternatifs. On a, en exprimant les valeurs en fonction de V,

R =.... = mV R1=mV1==mîV R2 = mV2=m*V

V1=mR = m2V Y2 = mRl=m4V

Rn = mVn=mîn+,V

Vn = mRn-1 = mîttV

On voit que les quantités qui restent sur chaque plateau forment une progression géométrique décroissante dont la raison est m2. On voit aussi que pour

que Vn ou R* soient nuls, il faut que m. ou rn^ soient nuls ; ce qui a lieu quand n est infini,' m étant plus petit que l'unité. Les quantités enlevées par les divers contacts successifs forment aussi une

progression géométrique décroissante dont le rapport est m2. En effet, ces quantités sont, sur les deux plateaux :

R R|==mV(l— m2) V — V, = m°V(i— ro2

" Rt— R2=ro'V(l— m2) V,— V2 = ro2V(i — m2)

V2-Rs = m*V(l— m2) V2— Vs = m*V(l-m2)

Rn, Rn = m***1 (1 -m2) V»^ V„ =n2(n~1} V (1 -m2)

et la quantité enlevée ne peut être nulle qu'autant que n est infini.

Si Ton fait la somme des termes en nombre infini des deux progressions qui précédent, on trouve V pour la première somme, et R pour la seconde, comme on pouvait facilement le prévoir.

Décharge par l'air. — Quand l'air est Humide, il décharge peu à peu le condensateur. Soit le condensateur chargé et isolé (fig. 978) ; le pendule a du plateau collecteur est écarté, mais l'air enlevant peu à peu l'électricité libre de ce plateau , le pendule a s'abaisse peu à peu. En même temps on voit le pendule b s'élever lentement par l'électricité qui devient libre sur le plateau qui le porte. Cette électricité se perd bien aussi par l'air, ce qui en met une quantité correspondante en liberté sur l'autre plateau ; mais comme là tension est plus faible en b qu'en a, la déperdition s'y fait aussi moins rapidement, et le pendule 6 continue à s'élever, et le pendule a à s'abaisser, jusqu'à ce que les écarts de part et d'autre soient égaux. A partir Fig. 978. de ce moment , les pertes sont égales et les pendules s'abaissent également, et de plus en plus lentement, jusqu'à ce que l'appareil soit entièrement déchargé.

On voit par cette expérience, ce que du reste la théorie indique, qu'il y a toujours de l'électricité libre, au moins sur l'un des plateaux ; car si l'on enlève un peu de cette électricité, une partie du fluide du plateau opposé est mise en liberté, et alors il y a du fluide libre sur les deux plateaux en même temps.

434£. Décharge Instantanée du condensateur. — Si l'on met les deux plateaux du condensateur en communication, au moyen d'un arc métallique, on obtient une vive étincelle, et le condensateur est déchargé subitement. Il y a ici trois cas h examiner :

\° L'arc métallique e (fig. 979) est mis d'abord en communication avec le plateau B, qui ne contient pas d'électricité libre. Dans ce cas, le fluide libre du plateau A décompose par influence, avant qu'il n'y ait contact , le fluide neutre de l'arc e, repousse le fluide positif vers le plateau B, et attirant le fluide négatif, se combine avec lui en produisant une étincelle, dès que la distance est assez petite. Il y a alors neutralisation d'une partie du fluide de A ; du fluide

négatif de B, devient donc libre et se répand sur Tare e, où H est détruit par le fluide positif qui vient d'y être repoussé. Alors de nouvelle électricité libre apparaît sur le plateau A, agit de même sur le fluide neutre de Tare e, et une nouvelle étincelle se produit..., et ain$i de suite jusqu'à ce que le condensateur soit entièrement déchargé. Ces décompositions et recompositions de fluide se succèdent avec la rapidité de l'éclair, de sorte qu'on n'aperçoit en réalité qu'une seule étincelle.

2° Si l'arc est appuyé d'abord sur le plateau A qui contient l'électricité libre, une partie de cette électricité se répand sur cet arc, et quitte ainsi le plateau. Une petite quantité de fluide négatif de B devient donc libre , et se trouvant en présence du fluide positif qui s'est répandu dans l'arc, se combine avec lui à travers l'air, dés que la distance est assez petite. La décharge s'achève ensuite comme Fig. 997. ci-dessus. Il est évident qu'il faut que l'arc e soit

isolé ; sans cela on se trouverait dans le premier cas, car l'arc communiquerait d'avance avec B, par l'intermédiaire du sol.

3° Si l'on approche les deux extrémités de l'arc isolé, des deux plateaux en même temps, sans en toucher un avant l'autre, on aura deux étincelles , l'une produite sur le plateau A au moyen de son électricité libre et du fluide négatif développé par influence sur l'arc, l'autre sur le plateau B par la combinaison du fluide positif repoussé dans l'arc, avec le fluide négatif mis en liberté sur le plateau B au moment de la neutralisation du fluide positif de A. La tension de l'électricité libre est généralement assez faible sur le plateau collecteur, parce qu'on craint que l'explosion ne se fasse à travers la lame isolante, c'est pourquoi l'étincelle est le plus souvent assez courte; mais elle est très grosse, parce qu'elle est produite par de grandes quantités d'électricité, et d'autant plus que la surface de l'appareil est plus étendue. On pourrait, du reste, produire une décharge correspondante à la quantité d'électricité d'un condensateur donné, au moyen de conducteurs secondaires ; mais ils devraient présenter une très grande surface.

Commotion électrique. — Si l'on touche en même temps avec les mains les deux plateaux d'un condensateur, les électricités se combinent i travers les bras, et l'on éprouve une secousse brusque et violente accompagnée d'une contraction des muscles et d'une douleur vive mais instantanée, principalement aux articulations des poignets, des bras, et a la poitrine. Ce phénomène est connu sous le nom de commotion électrique.

Excitateur. — Comme la commotion des grands condensateurs est dangereuse, on les décharge au moyen de Y excitateur (fig. 980) formé de deux arcs métalliques terminés en boule , om , on, et articulés en o, que l'on tient au moyen des manches de verre v, v. Ces manches deviennent inutiles, pour les petits condensateurs, l'électricité suivant de préférence les métaux.

1343. L'éleetrlelté est fixée sur la lame Isolante. — Les fluides en présence sur les deux plateaux du condensateur tendent l'un vers l'autre avec d'autant plus d'énergie, qu'ils sont plus rapprochés, tellement qu'ils adhérent aux faces de la lame isolante , et que les- plateaux métalliques n'en conservent qu'une faible quantité. Pour le prouver, il suffit de séparer les plateaux d'un condensateur isolé {fig. 979); on leur trouve très peu d'électricité, et l'on reconnaît, au moyen d'un électroscope , que les deux faces de la lame isolante sont fortement chargées d'électricités de nom contraire. Si l'on rétablit les plateaux, on peut ensuite obtenir une décharge à peine-moins forte que celle qu'on eût obtenue avant de les séparer. Les plateaux ne jouent donc pas d'autre rôle que de recueillir sur la lame isolante , en chaque point qu'ils touchent, l'électricité qui s'y trouve, Fi8- 98°-

pour la transporter aux points où aboutit l'excitateur.

Carreau magique. — On met ce dernier résultat en évidence au moyen d'un condensateur, dont la lame de verre est garnie d'aventurine sur une de ses faces. Quand on décharge ce condensateur, on voit l'électricité se rendre de tous les points de l'aventurine, au point où aboutit l'excitateur, en formant une foule de lignes sinueuses d'un vif éclat, analogues à celles que nous avons déjà décrites (fig. 956). Le condensateur à aventurine se nomme carreau magique, et cette dénomination s'applique plus souvent à cette espèce de condensateur qu'à l'appareil de la fig. 956.

Si l'on sépare les plateaux d'un condensateur chargé, et si l'on touche avec deux doigts les faces de la lame isolante, on n'éprouve pas de commotion, parce que l'électricité ne peut se déplacer sur le verre pour se rendre aux points de contact. Mais si l'on applique les mains sur ces deux faces, on reçoit une commotion provenant de toute l'électricité qui adhère aux parties de la lame recouvertes par les mains.

L'adhérence de l'électricité à la lame isolante est telle que tout ne contribue pas à la première décharge. Au bout de quelque temps, on peut obtenir une faible étincelle, plus tard une troisième et une quatrième, plus faibles encore. Ces étincelles sont produites par les portions de fluides qui n'avaient pu se séparer de la lame isolante lors de la première décharge. Cette électricité avait pénétré à une certaine profondeur dans la lame ; car si, après avoir déchargé le condensateur, on enlève les plateaux, la lame isolante ne semble pas d'abord électrisée, et ce n'est qu'au bout de quelques instants qu'on trouve sur les faces, les électricités qui arrivent de l'intérieur.

1814. bouteille DE letde. — On construit souvent le condensateur avec un flacon de verre (fig. 981 ), revêtu à l'extérieur d'une feuille d'étain n'allant pas jusqu'en haut, et rempli dans l'intérieur, de feuilles d'or qui remplacent la seconde lame métallique. Une tige à crochet c, fixée par un bouchon, commu-

nique avec l'intérieur. Sous cette forme, le condensateur porte le nom de bouteille de Leyde. La lame d'étain forme ce que l'on nomme Y armature extérieure de la bouteille, et les feuilles d'or, Yarmature intérieure. Pour charger la bouteille de Leyde, on la tient par la panse, et l'on fait communiquer le bouton c avec la machine électrique. On peut remplacer les feuilles d'or de l'intérieur par de l'eau ou môme par le vide ; dans ce dernier cas , le fluide se répand dans le vide, et vient se fixer à la surface du verre.

C'est sous la forme de la bouteille, que le condensateur a été découvert, à Leyde, en 1746 , par Cuneus, élève de Muschenbroeck. En répétant les expériences de son maître , Cuneus eut l'idée d'électriser de l'eau, dans un vase de verre qu'il tenait à la main. Ayant Fig 984. voulu retirer avec l'autre main le fil de fer par lequel

l'électricité passait dans l'eau, il ressentit une violente commotion, qui l'effraya vivement et l'étonna encore davantage. On voit que l'eau formait l'armature intérieure d'un véritable condensateur, dont la main appliquée à l'extérieur formait l'autre armature. La nouvelle de cette expérience se répandit rapidement, et les récits exagérés qui en furent faits contribuèrent singulièrement à exciter la curiosité. Muschenbroeck écrivit à Réaumur qu'il ne voudrait pas, pour la couronne de France, s'exposer à recevoir une nouvelle commotion. Allaman, élève de Sgravesande, dit que la secousse lui fit perdre un instant la respiration, et Winkler assure avoir éprouvé de violentes convulsions. Ces effets exagérés doivent être mis sur le compte de la frayeur des premiers expérimentateurs ; frayeur bien légitime, lorsqu'on songe à la violence et à l'instantanéité de la secousse. On se familiarisa bientôt avec le phénomène, et Nollet répéta l'expérience sur 300 gardes du roi, formant la chaîne, c'està-dire se donnant la main deux à deux. La main du premier homme de la série étant appuyée sur l'armature extérieure de la bouteille, au moment où le dernier touchait le bouton, les 300 hommes reçurent simultanément la commotion. Nollet a encore fait passer la décharge à travers le corps d'oiseaux, par l'intermédiaire d'un fil métallique de 4000 mètres de longueur, et la commotion fut assez forte pour les tuer. En 1746, Wilson augmenta l'effet, en mettant à l'extérieur du vase de verre une couche d'eau de môme hauteur que dans l'intérieur, et Bevis, et plus tard Watson, appliquèrent des feuilles d'étain sur le verre, et employèrent des condensateurs plans, dont la théorie fut ensuite établie, principalement par iEpinus.

L'électricité de la bouteille reste sur le verre. — C'est par l'étude de la bouteille de Leyde que Franklin débuta dans la carrière de l'électricité. 11 découvrit que les deux faces sont électrisées d'une manière opposée, et il reconnut que l'électricité adhère au verre (1313). Pour le prouver, il isola la bouteille, qui contenait de l'eau, et, après l'avoir électrisée, il versa le liquide

BOUTEILLE DE LEYOE. 463

dans une autre bouteille ; celle-ci ne donna pas de décharge. Ayant versé de l'eau fraîche dans la première bouteille, il en tira une forte étincelle. D'Alibart a répété cette expérience en employant du plomb de chasse ou de la limaille métallique, au lieu d'éau. Aujourd'hui, on opère au moyen d une bouteille de Leyde qui peut se démonter (fig. 982). Elle est composée d'un vase en métal un peu conique 6, dans lequel on enfonce un vase en verre v, qui s'y adapte aussi exactement que possible, et dans lequel on introduit un second vase de métal a, muni d'un crochet. Après avoir chargé ce condensateur à armatures mobiles, on enlève le vase intérieur a, au moyen d'une baguette de verre, puis j^v on retire le vase de verre v. Après avoir

l ^* reconnu que ce vase est fortement électrisé, et avoir touché les deux armatures , on recompose le condensateur , en ayant soin de tenir le vase a avec une tige isolante, et l'on peut ensuite en obtenir une forte décharge.

Pour montrer que les armatures recueillent l'électricité du verre pour la transporter au point où aboutit l'excitateur, on emploie une bouteille àaventurine (fig. 983), dont le bouton est assez rapproché de l'armature extérieure pour que la décharge ait lieu d'elle-même. On la suspend à la machine électrique , l'anneau métallique qui est au bas de l'armature extérieure communiquant avec le sol ; et il se fait de temps en temps des décharges , à chacune desquelles on voit des serpenteaux qui convergent vers le point où aboutit l'étincelle.

131 5. Mouvements produits par réle«trlclté

libre de la bouteille. — L'armature intérieure de la bouteille de Leyde contenant toujours de l'électricité libre quand l'armature extérieure communique avec le sol , on s'en sert pour produire différents effets.

Carillon a bouteille. — Une balle métallique est suspendue par un fil de soie, entre le timbre fixé à la tige d'une bouteille de Leyde chargée, et le timbre non isolé placé à côté (fig. 984-). La balle est attirée par l'électricité libre du timbre de gauche , s'électrise en le touchant , est repoussée et vient se décharger en frappant le timbre de droite ;

après quoi elle est de nouveau attirée. Au lieu du pendule oscillant, on peut

suspendre l'araignée de Franklin (1271).

Fig. 982.

Fig. 983.

Fig. 984.

Baianeler éleetriqve. — Deux bouteilles de Leyde À et R, chargées et communiquant avec le &o\(fig. 985), sont placées de chaque côté d'une colonne soutenant un balancier en verre ab> terminé par deux boules métalliques. Ces boules oscillent entre les boutons des bouteilles de Leyde, et les

Fig. 985.

Fig. 986.

boules c et d qui communiquent avec le sol. Chaque moitié de l'appareil fonctionne comme le pendule du carillon à bouteille.

1316. Jarres; batteries. — Une jarre est un condensateur formé d'un grand vase de verre à large ouverture, sur laquelle on peut coller une feuille d'étain en dedans aussi bien qu'en dehors (fig. 986). Une tige t, qui s'appuie

au fond , sert à charger la jarre pendant que son armature extérieure communique avec le sol. On fait des jarres de grandes dimensions; souvent les armatures ont chacune plus de £ mètre carré.

Batteries électriques. — Bevis et Watson ont eu l'idée de réunir plusieurs jarres, placées dans une même boîte doublée d'étain (fig. 987), de manière que toutes les armatures -extérieures communiquent entre elles, et avec le sol par une chaîne, K . Toutes les armatures intérieures communiquent entre elles par des tringles métalliques, qui réunissent des tiges fixées par un bouchon à l'ouverture de chaque jarre , et auxquelles sont attachés des fils de laiton qui vont toucher le fond. Un semblable système se nomme une batterie électrique. On réunit souvent plusieurs batteries dont on fait communiquer, au moyen de tringles, les armatures intérieures.

1317. Charge par easeade. — Quand une batterie présente une grande surface, il faut, pour la charger, de grandes quantités d'électricités, et l'opé-

Fig. 987.

BATTERIES fflECTRIQUES.

ration devient longue et pénible. On la rend beaucoup plus prompte, en divisant la batterie en plusieurs parties B, B\ B" (fig. 988), que l'on isole sur des tabourets à pieds de verre, et que Ton fait communiquer entre elles au moyen de tringles t, t', de manière que l'armature extérieure de B, qui reçoit l'électricité en n, communique avec l'armature intérieure de la suivante, B' ; l'armature extérieure de celle-ci communique avec l'intérieur de B'%', dont l'armature extérieure communique avec le sol par une chaîne c. Dans cette méthode, due à Franklin, et nommée charge par cascade, les différentes batteries partielles se chargent les unes par les autres, et l'on n'a à fournir que l'électricité nécessaire pour charger la première B. En effet , le fluide repoussé dans l'armature ex térieurede B passe dans l'intérieurde B' ; de même, le fluide repoussé à l'extérieur de B' passe dans l'intérieur de B". Quand B est suffisamment chargé, on enlève les tringles /, t\ au moyen d'une tige de verre , et l'on pose de nouvelles tringles , en les tenant

par des tiges isolantes, sur les diverses batteries partielles, de manière à faire communiquer entre elles toutes leurs armatures intérieures. Les charges s'égalisent alors ; car il faut remarquer que les dernières boîtes sont toujours moins chargées que les premières ; c'est pourquoi on fait marcher encore la machine électrique pour compléter la charge.

Les quantités d'électricités qui se trouvent sur les armatures intérieures et extérieures des différentes parties B, B', B",... forment une progression géométrique décroissante, dont la raison est : ro2 = R2 : V2; en effet , soient

m> *2» M..., Vnî R|, R2, R3..., Rn

les quantités d'électricités qui se trouvent sur les deux armatures des différentes batteries partielles, supposées égales entre elles. La quantité d'électricité négative de l'armature extérieure de l'une d'elles' étant égale à la quantité d'électricité positive de l'intérieur de celle qui la suit, on aura

Ri=V2, R2=V3, et comme on a aussi (1311) R1=mV1, R2=mV2,.

Fig. 988.

fl-1

= vn=i»B-1v1.

Uvient R^V^raV,, R2 = V3=mîV1)... R

Par exemple, si nous faisions ro= R ; V = ^, et si nous supposons qu'il y ait 10 batteries partielles, la charge de la dixième ne sera que

»*^V, = fofe)%= 0,9125 V,.

4348. Plies «leetrl««M. — Le calcul qui précède va nous conduire

Fig. 989.

à trouver la distribution de l'électricité dans les piles électriques. On nomme ainsi une série de condensateurs plans égaux, placés les uns à la suite des autres, de manière que leurs armatures communiquent deux à deux, comme on le voit en AB et en aC (fig. 989). Si Ton met le plateau a en rapport avec une machine électrique , les divers condensateurs se chargeront les uns par les autres, comme dans la charge par cascade. Si la machine donne du fluide positif , on ne trouvera de libre dans l'appareil, au moyen du plan d'épreuve, que du fluide positif allant en diminuant du plateau collecteur à celui qui communique avec le sol. En effet, la tension de l'électricité libre du premier plateau est vt = V, (i —m2) (1309) ; l'électricité positive repoussée en a' , et servant à charger le condensateur c'a', restera en partie libre avec la tension v2 = y2(\ — m2). Mais V2 est égal à la quantité RjsrmV, d'électricité négative du plateau c ; d'où v2 = mV,(l — m2). De même, on aurait v3=m2V,(1 — m2) pour la tension de l'électricité positive libre en a", et ainsi de suite.

Si l'on ôte la moitié du fluide qui est libre à l'une des extrémités de la pile isolée, l'autre extrémité contiendra une quantité égale de fluide libre de nom contraire, et les deux moitiés seront chargées d'électricité libre, allant en diminuant de tension, des extrémités au milieu, où la tension sera nulle. C'est ce qui arrive quand la pile étant isolée, l'air humide enlève peu à peu le fluide libre, comme dans le cas cité ci-dessus (1311).

Ces résultats se trouvent par le calcul, et par l'expérience au moyen du système ÀB (fig. 989), dont les condensateurs sont séparés les uns des autres. Si l'on fait communiquer les deux armatures extrêmes de la pile, la décharge que l'on obtient ne correspond qu'aux quantités d'électricité que contiennent ces deux armatures ; car les fluides des armatures intermédiaires se neutralisent mutuellement deux à deux.

4319. Manière de régler la charge des batteries. — Il est important, pendant qu'on charge une batterie, de connaître à chaque instant la tension de l'électricité libre intérieure afin de ne pas trop charger , parce que l'on risquerait de percer quelque jarre. On se sert souvent , pour cefa, de l'électromètre de Henley, que l'on place sur Tune des jarres , comme on le voit dans les fig. 987 et 988. On emploie aussi les appareils suivants qui déchargent spontanément la batterie, dés que la charge atteint une certaine limite. Electromètre de Lane. — Une boule b (fig. 990), fixée à l'extrémité

PILES ELECTRIQUES.

d'une vis micrométrique v, communique avec l'armature extérieure de la batterie. On l'éloigné de la boule a, qui communique avec l'armature intérieure, de manière que l'explosion se fasse ei* ab , quand on dépasse une certaine limite de charge.

Electromètre de Cnthberson. — Une boule isolée c (fig. 99i ) communique avec l'intérieur de la batterie. Un fléau ba, terminé par deux boules , mobile en o , et communiquant avec la boule c, est équilibré de manière que les boules c et b soient en contact quand la charge est au-dessous d'une certaine limite; mais quand cette charge devient trop forte, le bouton bx repoussé, s'élève peu à peu, et la boule a s' approchant d'une autre boule e qui communique avec l'armature extérieure, la décharge a lieu. Un électrométre de Henley fait connaître si Ton approche du moment de l'explosion. On voit que cet électromètre constitue, comme celui de Lane , un véritable appareil de sûreté , destiné à préserver les jarres de la rupture qui pourrait résulter d'une trop forte charge.

Fig. 994.

n. AppUeations do oandonsataiir aux appareUs éleotrenétriqnas.

43SO. Bouteille eieetrométrlqne. — Cet instrument est destiné à mesurer, au moyen d'une unité spéciale, les quantités d'électricité fournies par une machine , ou reçues par une batterie. Il consiste {fig; 992) en une bouteille de LeydeO, dont la tige communique, par la tringle B, avec la source d'électricité. Le bouton c est en présence d'un autre bouton b qu'on peut en approcher plus ou moins, au moyen d'une vis à micromètre v qui communique avec l'armature extérieure de la bouteille, par le fil de platine roulé en spirale, t. Voici maintenant comment fonctionne la bouteille. L'électricité fournie charge la bouteille O , celle-ci se décharge d'elle-même par les boules c, 6, dés qu'elle contient une quantité d'électricité suffisante, et le nombre de décharges fait connaître combien de fois cette quantité a été fournie par la machine. Pour que les résultats soient exacts, il faut faire tourner la machine aussi régulièrement que possible. 11 faut aussi éviter que la bouteille électrométrique ne se décharge en partie, par l'air,

Fig. 992.

ou par la surface du verre. On rend ces pertes négligeables , en plaçant les boules a, b aune petite distance Tune de l'autre, afin que les décharges soient fréquentes. Comme exemple, nous citerons la comparaison entre les machines de Ramsden et hydro-électrique de l'Institut polytechnique de Londres , dont la première donne 3 décharges par minute, d'une grande jarre électrométrique, tandis que la seconde en donne 140 dans le même temps.

Quand on veut évaluer la quantité d'électricité introduite dans une batterie, on l'isole, et l'on fait communiquer son armature extérieure avec la tige b. Le nombre de décharges fait connaître la quantité d'électricité repoussée dans l'armature extérieure, et par conséquent la quantité de fluide contraire accumulée sur cette armature.

132*. Condensateur de Vol ta. — Cet appareil est destiné à reconnaître l'électricité d'une source continue, donnant de l'électricité à tension trop faible pour qu'on puisse en constater la présence. 11 consiste en un plateau conducteur recouvert d'une feuille de taffetas gommé, sur laquelle on pose un plateau métallique à manche de verre. Ce système forme un condensateur dont la lame isolante est formée par le taffetas. On fait communiquer la source d'électricité avec le plateau métallique, pendant que le ^plateau inférieur communique avec le sol, et ce condensateur se charge peu à peu. La force condensante étant très grande à cause de la faible épaisseur de la lame isolante, on peut au bout d'un certain temps, en soulevant le plateau supérieur, y reconnaître la présence de l'électricité. Les fluides adhérant à la lame isolante (1313), le plateau collecteur doit être garni en dessous d'une couche de vernis isolant qui arrête l'électricité, de manière que le plateau puisse l'emporter avec lui.

132*. Electremètre condensateur. — Pour reconnaître les plus faibles sources d'électricité, Volta a associé le condensateur à l'électrométre à feuille d'or, dans un appareil extrêmement sensible, célèbre par les recherches importantes auxquelles il l'a appliqué. Cet appareil (fig. 993) consiste en un |L électrométre à feuilles d'or f, surmonté d'un condensateur PP' dont les plateaux sont, Yun et l'autre, garnis d'une mince couche de gomme laque. Les deux couches réunies forment une lame isolante se séparant en deux parties quand on enlève le plateau supérieur. On fait communiquer la source électrique avec le plateau P\ pendant que le plateau P communique avec le sol par la tige I. Au bout d'un certain temps, on supprime cette communication, et l'on enlève le. plateau P', par le manche isolant m. La couche de gomme laque du plateau P' emporte avec elle le fluide de ce plateau, tandis que le fluide de nom contraire développé dans le plateau P, devient libre et fait écarter les feuilles d'or. Les petites colonnes c, a

Fig. 993.

ELECTROMETRES A CONDENSATEUR.

réagissent pour augmenter l'écart, et elles déchargent les feuilles d'or quand elles s'écarteut trop.

L'électrométre condensateur doit être desséché avec soin ; on l'entoure d'une cage de verre dont le socle est muni d'un tiroir contenant de la chaux vive, ou du chlorure de calcium.

43*3. Eieotroarttre 4e Peitler. — Cet instrument (fig. 994) est muni d'un condensateur c, semblable à celui de l'appareil précédent , et dont le plateau inférieur communique avec un support isolé K. Une aiguille ee, formée d'un fil de cuivre , porte une pointe , qui s'appuie au fond d'une petite coupe en acier , fixée au support K. Une aiguille aimantée donne au système une légère force directrice. On oriente l'appareil de manière que l'aiguille ee touche le support K. Quand ensuite , après avoir chargé le condensateur c, on enlève son plateau supérieur, l'aiguille te, ne partageant l'électricité que du support K, s'en écarte d'une quantité angulaire que l'on mesure sur un cercle gradué. Le petit plateau conducteur o, que l'on approche plus ou moins de l'aiguille , au moyen du levier o',

P^jM

■ iT¥?y\ |

Fig. 994.

Fig. 995.

augmente la déviation. Enfin, on peut transformer l'a ppareil en balance de torsion, en soulevant l'aiguille ee9 au moyen du double crochet/* suspendu à un fil fixé au micromètre m.

13*4. Eleetromètre emàenate» a trois plateaux. — Peclet a imaginé, vers 1838, un électrométre condensateur dont la sensibilité dépasse de beaucoup celle des instruments qui précédent1. Cet appareil consiste en un électromètre à feuilles d'or (fig. 995); surmonté d'un condensateur à trois plateaux a, 6, c en verre dépoli et doré, dont on voit la coupe en a', 6', c'. Les deux premiers forment un condensateur ordinaire. Le plateau 6, V muni de son

« Annales de chimie et de physique, «• série, t. LXYH, et 3e série, t. II, p. 400.

170 ÉLECTRICITÉ SfATIQUE.

manche isolant n, ri est garni d'une couche de gomme laque sur ses deux faces, et non sur son contour. Un troisième plateau c,c' verni en dessous, peut s'appliquer sur lui, et être soulevé au moyen d'un tube de verre f, ? que traverse le manche isolant «. Pour se servir de cet appareil, on met la source électrique en contact avec le plateau c, c pendant qu'on touche b, b' avec le doigt, et le condensateur cb, c'b' se charge comme à l'ordinaire. On enlève ensuite le plateau c, c' ; l'électricité qui était dissimulée sur la face supérieure de b, devient libre , et si l'on fait communiquer a, a' avec le sol, le condensateur àby a'b' se charge , et l'électricité de b est dissimulée presque totalement. Si maintenant on replace le plateau c, c', qui a conservé son électricité, ou bien ' auquel on en communique une nouvelle dose, le condensateur cb, c'b' se charge comme précédemment , et en enlevant le plateau c, c' , l'électricité nouvellement dégagée en b, devient libre et vient augmenter la charge du condensateur ba, b'a' y dont on fait communiquer le plateau a avec le sol. En continuant ainsi, on pourra accumuler en ba des quantités d'électricité croissantes, au moyen de la quantité limitée fournie d'abord au plateau c. Si l'on enlève ensuite les plateaux b et c, les feuilles d'or divergent. Peclet a reconnu que l'écart est proportionnel au nombre de manipulations, c'est-à-dire à la quantité d'électricité accumulée dans le plateau a, quand l'angle ne dépasse pas 20°. Pour évaluer cet angle, on regarde par un petit trou t\ et l'on voit sur quelles divisions du secteur S se projettent les feuilles d'or.

Bennet avait déjà eu l'idée de multiplier la charge d'un électromètre, au moyen d'un condensateur à trois plateaux, qu'il nommait doubleur d'électricité; mais il opérait d'une manière toute différente, et Cavallo a reconnu qu'il y avait de nombreuses incertitudes dans sa méthode.

43&5. Coadeasatenr double de MM. Pfaff et Svanberg. — Ce système de condensateurs permet d'obtenir des étincelles, au moyen d'une dose unique et très faible d'électricité. Deux condensateurs isolés ab, ci (fig. 996), dont la

lame isolante est formée de deux plaques de verre très minces mastiquées aux plateaux , ont leurs plateaux inférieurs réunis par un fil métallique e. Le plateau a reçoit une charge +V, pendant que b communique avec le sol; Fig> 996. b prend alors une charge — mV. On enlève a

et l'on fait communiquer c avec le sol ; l'électricité négative de b, devenue libre, se porte en d, et c prend la charge +m2V. On replace le plateau a, qui a conservé son électricité +V, et l'on fait communiquer b avec le sol ; ce plateau prend une nouvelle dose — roV, que l'on fait encore passer sur d, en soulevant a et touchant c. Les choses se passent jusqu'à présent comme dans le condensateur à trois plateaux de Peclet. En répétant une troisième fois la même opération, la charge de d devient 3roV. Cela fait, on pourra transporter cette charge en b, comme on a transporté celle Aeb en d, et, après trois opérations, la charge de b sera 3 X SmS^ShnV.

mi fl^L^J^y

ÉLECTROMÈTRES A CONDENSATEUR. 171

Transportant alors cette charge de b en d, on pourra, par trois opérations nouvelles, avoir sur d la charge 3. 32mV ; et en faisant n fois la triple manipulation, on aura sur le plateau chargé en dernier lieu, 3nmV. On ne fait que tripler la charge de chaque plateau avant de la transporter sur l'autre , parce que ce nombre donne le résultat le plus favorable, pour un nombre déterminé d'opérations simples. Par exemple, pour 24 opérations, si Ton double seulement la charge avant de la transporter, il y aura à faire 42 transports, et la charge définitive sera 2â,iroV = 4096mV. Avec la charge triple, on aurait 38mV = 6561 roV : et avec la charge quadruple, il viendrait 46mV = 4096mV. Un appareil de ce genre, construit pour l'Université d'Upsal, et dont les plateaux ont 16 centimètres de diamètre, donne, au bout de 24 opérations et avec une quantité d'électricité très faible, une vive étincelle, et une commotion qui se fait sentir jusqu'au coude.

M. Gaugain a imaginé une disposition (fig. 997) qui, avec les sources donnant rapidement leur tension maximum, permet d'augmenter beaucoup l'effet produit. 11 associe un électrométre condensateur e, avec un condensateur de grandes Fig. 997. dimensions PP', qu'il charge d'abord ; puis il

fait communiquer avec le plateau de l'électromètre, le plateau P,1e soulève, et fait passer sa charge dans le condensateur c. Cet appareil est très sensible ; M. Gaugain ayant chargé directement le condensateur de l'électromètre au moyen d'une source électrique très faible, et ayant soulevé le plateau c, vit les feuilles d'or diverger de 7 à 8° au plus. Ayant ensuite chargé le même instrument, par l'intermédiaire du condensateur PP', les feuilles d'or vinrent frapperles colonnes de décharge, ce qui exigeait un écart de 90°.

m* Effeti de la déokargo étotrique.

48*6. Quand les deux électricités se combinent à travers des corps qui ne lui livrent pas un passage assez libre, soit parce qu'ils sont mauvais conducteurs, soit parce qu'ils ne présentent pas de dimensions suffisantes, il se produit divers effets que nous allons examiner, maintenant que nous connais- $ons le moyen d'obtenir de fortes décharges au moyen des divers condensateurs. On considère cinq sortes d'effets : effets physiologiques, effets physiques, effets mécaniques, effets chimiques, et effets magnétiques.

4387. l effets fitsiolooiques. — Les effets physiologiques sont ceux que l'on produit sur les êtres organisés. Le premier à signaler est la commotion que produit la décharge, quand elle a lieu à travers une partie du corps. L'expérience se fait ordinairement avec la bouteille de Leyde ; mais il faut remarquer qu'on peut, comme Cuthberson l'a reconnu, éprouver une commo-

tion aussi forte, en tirant d'une main une étincelle d'un conducteur à grande surface, pendant que l'autre main communique avec le sol par un fil de fer. Souvent on donne la commotion en même temps à plusieurs personnes formant la chaîne (1314). Si elles étaient isolées, elles éprouveraient toutes la môme secousse; quand elles ne sont pas isolées, et qu'elles sont en grand nombre, celles du milieu de la chaîne sont un peu moins éprouvées que les autres, parce qu'une partie des électricités passe dans le sol, par les jambes de celles qui sont plus rapprochées du condensateur. — D'après Arago, il y a des personnes qui interrompent la communication, comme le ferait un corps isolant ; cela tient probablement à l'épaisseur et à l'état de sécheresse exceptionnelle de l'épiderme de leurs mains.

Carreau fuimlaant. — On fait quelquefois l'expérience au moyen du carreau fulminant. Cet instrument consiste eu une vitre encadrée, sur les deux faces de laquelle on a appliqué des feuilles d'étain qui ne vont pas jusqu'au cadre. On charge ce condensateur à la manière ordinaire, et si une personne veut essayer de prendre un petit objet métallique placé sur ce carreau, elle en est empêchée par la contraction brusque du bras due à la commotion qu'elle reçoit, étant en communication avec l'armature opposée par l'intermédiaire du sol. Quand la surface d'un condensateur dépasse 5 ou 6 décimètres carrés, la commotion se fait sentir jusque dans la poitrine, et devient dangereuse.

Quand on se sert de batteries à grande surface, on peut tuer des animaux. Pour faire l'expérience, on place l'animal sur un plateau conducteur communiquant avec l'armature extérieure de la batterie, et l'on fait communiquer, au moyen de l'excitateur, quelques points de son corps avec l'armature intérieure. Au moment de l'explosion, l'auimal fait un mouvement convulsif et tombe mort. La batterie doit présenter une surface d'autant plus grande tjue l'animai est de plus forte taille ; mais il faut aussi reconnaître l'influence de l'espèce. Les reptiles résistent beaucoup mieux aux fortes décharges que les animaux à sang chaud. Ainsi, Prietsley a vu des grenouilles, même très petites, supporter impunément les plus fortes décharges d'une batterie de 2m carrés, qui était plus que suffisante pour tuer un chat. La grande batterie du Musée Teyler, à Harlem, depuis les additions qui y ont été faites, présente 550 pieds carrés, ou 58 mètres carrés de surface garnie. La décharge qu'elle donne est vraiment effrayante; elle est capable de tuer un bœuf.

Quand on tire avec la main une étincelle d'une forte machine, on éprouve aussi une commotion aux articulations du poignet et du bras, et même dans la poitrine ; l'électricité dégagée par influence, et attirée dans la main et le bras, se combinant en partie dans l'intérieur des membres, avec le fluide qui l'attire. De plus, l'électricité refoulée dans le sol rentrant brusquement dans le corps, au moment de l'explosion, on ressent une autre commotion dans les articulations des pieds et des genoux. L'observateur placé sur un tabouret isolant éprouve aussi la commotion dans les régions du corps voisines du point d'où l'on tire une étincelle. Une étincelle de 35 à 40 centimètres de longueur

commence à être dangereuse, surtout si elle est grosse, ce qui dépend de l'étendue des conducteurs que Ton décharge (1207). On peut tuer des animaux avec l'étincelle des fortes machines. Dés 1744, le P. Gordon obtenait, au moyen de cylindres de résine qu'il faisait tourner avec un archet, des étincelles capables de tuer de petits oiseaux.

43S8. Choe latéral oi ehoe ea retour. — Quand on approche la main d un conducteur fortement chargé, on peut ressentir une secousse dans le bras, au moment où un autre observateur décharge ce conducteur. C'est qu'il s'est fait une décomposition par influence dans le fluide neutre du bras, et les électricités séparées s'y recombinent, au moment où le conducteur est déchargé. Il se produit un effet analogue, quand on décharge une batterie à travers un long fil servant d'excitateur ; un électromètre placé prés de ce fil s'agite au moment de la décharge. Ces effets, connus sous le nom de choc latéral, choc en retour, peuvent s'observer sur les membres d'une grenouille fraîchement tuée, que l'on suspend par des conducteurs prés d'une machine, dont on tire des étincelles , une des pattes communiquant avec le sol par un fil métallique. Les membres éprouvent un mouvement convulsif à chaque décharge.

On a cherché à tirer parti de la commotion électrique, pour guérir certaines maladies. Deux ou trois ans après l'expérience de Leyde, on essayait déjà de guérir les paralysies au moyen de la commotion produite par de simples étincelles, ou par la décharge de la bouteille. Nous reviendrons sur ce sujet quand nous ferons connaître d'autres principes, sur lesquels sont basées les méthodes pratiques que l'on emploie aujourd'hui.

43*9. n. EFFBT8 nruam. — Les effets physiques consistent en inflammations, fusions et volatilisations de diverses substances.

laflammatlon de matières eombastlMes. — Quand on tire une étincelle avec le doigt, on n'éprouve pas de sensation de chaleur*, la plus forte étincelle n'a même aucune influence à distance sur les thermoscopes les plus sensibles. Ce n'est pas à dire pour cela que l'étincelle ne soit pas accompagnée de chaleur, et ces résultats négatifs doivent être attribués au peu de durée du phénomène. En effet, quand l'étincelle passe à travers des substances combustibles, elle peut les enflammer. Gordon parait avoir, le premier/ fait cette observation; Ludolff enflamma l'éther en 1744; Winkler, l'eau-de-vie et la poudre de Lycopode ; Gralath ralluma une bougie qu'il venait de souffler, en faisant passer une étincelle à travers la mèche ; Boze parvint à mettre le feu à de la poudre.

La plus petite étincelle suffit pour enflammer l'éther. Pour en faire l'expérience, on met ce liquide dans un vase métallique, et l'on fait tomber une étincelle en nn point mouillé par l'éther. On rend l'expérience plus frappante en faisant jaillir l'étincelle, du doigt d'une personne montée sur un tabouret isolant (fig. 998), ou bien en plaçant le vase sur la machine électrique et lui présentant le doigt. Watson causa une grande surprise en enflammant de l'éther au moyen d'une étincelle provoquée par un morceau de glace.

HPt.*-*

Fig. 998.

Fig. 999.

Les corps solides peuvent être enflammés par de fortes étincelles fournies par une machine électrique ou par une batterie. Du linge à demi brûlé, de l'amadou, de l'étoupe saupoudrée de résine ou de soufre, s'allument assez facilement. Ingenhousz se procurait du feu en déchargeant une bouteille de Leyde sur du coton saupoudré de résine. Pour enflammer la poudre, on en remplit une petite cartouche en papier ac(fig. 999), dans laquelle on enfonce deux tiges métalliques qui ne se joignent pas. On fait partir la décharge entre ces tiges , en les mettant en communication avec les deux armatures d'une batterie, et l'on fait en sorte qu'elle ne soit pas trop brusque, soit en terminant l'excitateur par une pointe, soit en forçant le fluide à passer par un conducteur imparfait , comme une corde mouillée. Si l'on mêle de la limaille de fer à la poudre, l'expérience réussit plus facilement.

En Autriche, on a appliqué l'étincelle à l'inflammation des fourneaux de mine. Des machines électriques portatives à deux plateaux et sans conducteurs, servent à charger des bouteilles de Leyde, dont la décharge passe à travers un mélange de sulfure d'antimoine ei iï oxy chlorate de potasse, plongé dans la poudre. Le mélange communique avec l'armature intérieure de la bouteille par un Gl isolé, au moyen d'une enveloppe en gutta-percha, et avec l'armature extérieure, par le sol. On a pu par ce moyen produire l'explosion à des distances de 1 i kilomètres , sur 50 fourneaux à la fois ; sous l'eau , les expériences ont réussi, même par le brouillard, la pluie, la neige ». Pistolet de Vol ta. — Les mélanges gazeux explosifs s'enflamment sous l'influence de la plus petite étincelle. On en fait l'expérience au moyen du pistolet de Voila (fig. 4000), qui consiste en un vase en métal dans lequel entre une tige métallique bc, mastiquée et isolée dans un tube de verre, et dont l'extrémité intérieure est très rapprochée de la paroi du vase. Si Ton fait communiquer le vase avec le sol , et le bouton b avec un corps électrisé, l'étincelle jaillit dans l'intérieur entre l'extrémité de la tige et la paroi du vase, et si ce vase est rempli d'un mélange gazeux explosif, la détonation a lieu, et le bouchon qui ferme l'ouverture par laquelle on introduit les gaz est lancé au loin. Ordinairement, on remplit le pistolet de Volta de gaz hydrogène et l'on souffle dans l'intérieur pour y introduire de l'air. On donne à ce petit instrument une foule de formes différentes, mais qui n'offrent aucun intérêt scientifique. Eudiometre de Volta. — Cet instrument, en usage dans les laboratoires

Fig. 4000.

i BibU de Genève (arch. des se., 4856), t. XXXII, p. 59.

Fig. 4 004.

de chimie, sert à étudier la composition des gaz. Un cylindre en verre t (fig. 1001 ), terminé par des viroles à robinet r, r' est surmonté d'une petite cuvette, et repose sur un pied en forme d'entonnoir. La virole supérieure communique avec le sol, el en o se trouve un petit appareil à étincelle semblable à celui du pistolet de Volta. — Supposons, par exemple, que, sachant que l'eau est composée d'oxygène et d'hydrogène , on veuille connaître dans quelles proportions ces gaz se combinent. On commence par remplir entièrement l'eudiomètre d'eau ; puis , le robinet supérieur étant fermé, on y introduit sous l'eau des volumes égaux d'hydrogène et d'oxygène, mesurés dans un tube gradué. On fait jaillir l'étincelle, en approchant du bouton o, le plateau d'un électrophore ; et l'on voit une vive lumière produite par la combinaison des gaz, dont il reste une partie. Pour connaître la nature de ce reste, on visse sur la cuvette supérieure un tube plein d'eau T, at ouvrant le robinet r, on y fait passer le gaz restant. On ferme ensuite le robinet r, on dévisse le tube T, et, le fermant avec le pouce, on le transporte dans la cuve à eau. On reconnaît que le gaz occupe un volume égal au quart de celui du mélange introduit , et que c'est de l'oxygène pur ; d'où l'on conclut que l'eau est formée de 1 volume d'hydrogène et de £ volume d'oxygène.

Briquet électrique. — Si l'on fait jaillir une étincelle à travers un jet de gaz hydrogène, il s'enflamme aussitôt. Volta a tiré parti de cette propriété pour construire un briquet à gaz hydrogène (fig. 1002) disposé d'une manière analogue à celui que nous avons déjà déorit (1, 383); seulement le jet de gaz est enflammé par l'étincelle électrique. L'eau acidulée par l'acide sulfurique, dégage, au contact du zinc z , du gaz hydrogène, dont la force élastique fait monter le liquide, par le tube T, dans le vase V ; après quoi le zinc n'est plus mouillé par le liquide , et le gaz cesse de se produire. Ce gaz peut s'échapper par le tube à robinet R. Dans une boîte, qui sert de socle à l'appareil, est renfermé un petit électrophore électrisé Pr, dont le plateau P est toujours chargé ; une petite bande d'étain placée sur le bord de la résine r , le faisant communiquer avec le sol, pour le débarrasser de son fluide négatif. Le plateau P peut être soulevé par le cordon de soie s; il vient alors toucher en o une tige isolée t\ lui communique son électricité, et une étincelle jaillit entre le bouton qui termine la tige t' et un autre bouton fixé à l'extrémité d'une tige *,

Fig. 4 002.

en communication avec le sol. Si un jet de gaz hydrogène sort au même moment par le robinet R, il s'enflamme , et allume une petite bougie dont la mèche se trouve sur son passage. Or, le mouvement par lequel on ouvre le robinet R entraîne le cordon *, et soulève le plateau P ; de sorte que l'étincelle jaillit, en même temps que le gaz s'échappe. L'électrophore peut rester chargé pendant plusieurs mois, quand on a soin de tenir bien fermée la botte qui le contient, et d'y mettre quelques fragments de chaux vive.

4330. Fusion de aïs et feuilles métalliques. — Quand on fait passer la décharge d'une batterie à travers un fil métallique assez fin pour que le fluide éprouve un grande résistance, ce fil s'échauffe, fond ou se volatilise, suivant la force de la batterie. Franklin a fondu ainsi des feuilles minces d'or ; plus tard, Beccaria et surtout Prietsley, fondirent des fils. M. Faraday nomme décharge conductivc, celle qui se fait à travers un fil conducteur, et décharge disruptive, celle qui a lieu à travers un corps mauvais conducteur, comme l'air, une lame de verre, de carton. '

Excitateur universel. — Pour fondre des fils métalliques, on emploie l'excitateur universel (fig. 1003), imaginé par Henley. Deux tiges ac, a'c (fig. 1003), pouvant glisser dans des tubes a, a' isolés sur des colonnes de verre, sont terminées par des pointes sur lesquelles on peut visser des boules creuses c, c" .

t est une tablette destinée à supporter les objets à travers lesquels on veut faire passer la décharge.

La tige ca, étant en communication avec l'armature extérieure d'une batterie, on fait communiquer l'autre tige cV, avec Fin- Kig# 1004 térieur, au moyen de l'excitateur.

On peut encore attacher à la tige c'a', une chaîne dont l'autre bout est fixé à une boule fixée k un manche isolant , et avec laquelle on touche l'armature intérieure. La décharge passe alors entre les deux boules c, c'.

Pour faire fondre un fil métallique, on le fixe entre les houles c, c' ; au moment de l'explosion, on le voit sauter en globules, ce qui s'explique par la tendance des cylindres liquides à se diviser en sphérules (1,265). Quand la décharge est très forte, le fil est réduit en vapeur et disparaît. Plus ce fil est fin, plus il est facilement fondu : ce qui se conçoit bien, chaque point de la section recevant d'autant plus d'électricité qu'elle est plus petite. 11 faut aussi que le fil soit court quand on ne dispose que de faibles charges ; autrement il ralentit la décharge, et l'action étant moins brusque, elle est moins efficace.

Avec les grandes batteries du Musée Teyler et du Conservatoire des Arts-et- Métiers de Paris, on peut fondre un fil de fer de 15 à 20 mètres. La fusion peut s'opérer dans l'eau, au moyen de l'appareil {fig. 1004) , le fil /"est tendu

Vii. 4 003.

par le poids d'une boule, qui en touche une autre fixée au pied de l'instrument, et Ton met les deux extrémités de ce dernier en communication avec les armatures d'une batterie. Le fil doit être plus fin et moins long que lorsqu'on opère dans l'air, à cause de la perte de chaleur due au contact de l'eau, et du passage d'une partie de l'électricité à travers ce liquide.

Des feuilles d'or, d'argent, d'étain sont aussi fondues ou volatilisées. On découpe dans une feuille d'or une ellipse o (fig, 1005), et on la fait tenir entre deux conducteurs A, B, en la faisant traverser par l'électricité venant en m d'une machine électrique ; on la voit en même temps tourner rapidement sur elle-même. Si alors on fait passer la décharge d'une batterie entre les deux conducteurs , la feuille d'or est volatilisée sur place.

Les métaux oxydables aux plus hautes températures, comme l'acier, le fer, le zinc, l'étain..., se transforment en oxydes, que l'on peut recueillir en parcelles microscopiques sur une feuille de papier, ou qui se dispersent dans l'air en légers flocons. Le meilleur moyen d'observer pig. foos.

ces oxydes consiste à mettre la feuille de métal

entre deux lames de verre serrées l'une contre l'autre, et sur lesquelles l'oxyde se dépose.

Cuthberson a fait beaucoup d'expériences sur la fusion des métaux par la décharge. Il opérait dans un tube analogue à celui de la fig. 1004, seulement il y avait, à la partie inférieure, un robinet par lequel on pouvait introduire divers gaz. Dans l'azote et l'hydrogène, le métal ne donne qu'une poussière métallique. Dans l'air, il peut s'oxyder, et l'on reconnaît l'absorption de l'oxygène, en ajustant un tube au robinet inférieur, que l'on ouvre après le refroidissement, pendant que le tube est plongé dans l'eau. Dans l'air des fils des métaux suivants :

plomb, étain, zinc, fer, cuivre, platine^ argent, or,

ont donné des poussières présentant les couleurs suivantes :

gris, presque blanc, id,, brun, id., noir, id., pourpre.

Un fil d'acier, traversé par des décharges de plus en plus fortes, devient successivement bleu, jaune, rouge à sa surface, puis il entre en fusion.

Presse électrique. — Si l'on applique un ruban de satin blanc sur un fi} d'or fixé entre les tiges de l'excitateur universel, l'or est volatilisé par la décharge, et il dépose sur le ruban une bande brune formée par de l'or très divisé. Singer a tiré parti de ce résultat pour imprimer des dessins sur la soie. On découpe des jours dans une carte, de manière à former un dessin (fig. 1006), et on l'applique sur un ruban de satin blanc ; par dessus, on étend une feuille

m ia

Fig. 4007.

d'or qui touche deux lames d'étain e, e\ et que Ton assujettit au moyen de bandes de carton m, n, que Ton rabat par dessus. Le tout est comprimé entre les tablettes aa\ b de la presse électrique (fig. 1007), et Ton fait passer la

décharge à travers la feuille d'or. Le métal est

volatilisé, et se dépose sur la soie à travers les

découpures de la carte.

4331. Anneaux de

Priestley. — La décharge

électrique produit la fusion

superficielle de corps en

masses. Quand on décharge

la batterie du Musée Teyler,

sur le bord d'une de ses

jarres ,. le verre est fondu

à la surface, sur une largeur de plus de 1 centimètre. Priestley a remarqué

des traces de fusion sur des boules métalliques frappées par plusieurs décharges d'une batterie de 40 pieds carrés1. Au milieu, était une tache circulaire , et autour un ou plusieurs anneaux concentriques séparés par des intervalles de 3m". Sur des plaques de métal, ces anneaux étaient formés de points brillants et de petites cavités présentant des indices de fusion, et les intervalles qui les séparaient étaient recouverts d'une poussière noire non adhérente. Les métaux les plus fusibles donnent généralement le plus grand nombre d'anneaux avec la môme décharge. Souvent aussi les anneaux présentent de vives couleurs !.

4338. Résistance différente des divers métaux. — Priestley avait remarqué que, de deux fils métalliques égaux en diamètre et en longueur, placés l'un à la suite de l'autre et traversés par la même décharge, un seul est fondu, et c'est le moins bon conducteur. Ainsi, le platine et le fer fondent plus facilement que l'or et L'argent. Van-Marum a trouvé que l'ordre des métaux, d'après la résistance au passage de l'électricité , est le suivant : plomb, étain, fer, or, argent, cuivre, ce dernier résistant le moins.

M. Harris a trouvé que la fusion se fait plus difficilement dans le vide, une partie des électricités passant autour du fil : par exemple, un fil que ne pouvait fondre dans le vide la décharge d'une batterie de 25 pieds carrés, fut facilement fondu dans l'air par une batterie de 5 pieds. Il résulte de ces faits, que l'électricité agit d'autant mieux qu'elle éprouve plus de résistance dans son passage. L'existence d'une semblable résistance est d'ailleurs facile à prouver : si Ton fait passer la décharge à travers un fil fin, il peut arriver qu elle ne soit pas complètement déchargée. En se servant d'un fil fin en guise d'excitateur, et ayant soin de ne toucher l'armature que pendant un temps aussi court que possible,

* Hist. de l'électricité t. III, p. 328, et Ann. dech. et deph. (2« série), XXXIV, p. 29Î.

on trouve qu'il faut y revenir h 4 à 5 fois pour obtenir la décharge complète. Enfin, si Ton fait passer la décharge à travers un fil sinueux, l'étincelle saute souvent d'une sinuosité à l'autre, à travers l'air, ce qui prouve que ce milieu lui résiste moins que le fil métallique.

Si la résistance à la décharge conductive en augmente les effets, il faut néanmoins qu'elle ne soit pas assez grande pour interrompre totalement le passage de l'électricité; alors il n'y aurait pas, évidemment, d'effet calorifique. C'est pour cela que les mauvais conducteurs, placés tout près des fils que l'on fond, par la décharge, ne sont pas altérés. Par exemple, la dorure d'une bande de bois, d'un cordon de soie, peut être volatilisée par la décharge, sans que la bande et le cordon soient altérés.

4838. Lois de l'tehauffemeat des ils. — L'échauffement d'un fil métallique par l'effet de la décharge, dépend de sa nature, de sa longueur, de son diamètre et de la charge de la batterie. Cuthberson a trouvé, ce qui a été confirmé depuis par des moyens plus précis, que réchauffement était proportionnel au carré de la charge ; il déduisait la charge , de la tension de l'électricité libre; et l'effet calorifique, de la longueur maximum de fil qui pouvait être fondue. M. Harris, à la suite d'expériences faites avec un appareil thermométrique analogue à celui de la fig. 4008, avait cru pouvoir admettre que l'effet calorifique ne dépendait que de la quantité absolue d'électricité contenue dans la batterie , et non de son état de condensation. Mais M. Riess* est arrivé à des résultats tout différents. Voici d'abord l'instrument thermométrique dont il s'est servi.

Thermomètre électrique. — Un ballon

(fig. 1008) suivi d'un tube capillaire de 45 centimètres de longueur , communiquant par son extrémité avec un tube vertical assez gros, porte trois tubulures. Deux de ces tubulures, a et 6, laissent passer un fil de platine enroulé en hélice, à travers lequel on fait passer la décharge en mettant les tiges e e en communication avec les armatures d'une batterie. La troisième tubulure, o, sert à introduire une colonne liquide dans le tube ; on la ferme ensuite hermétiquement, au moyen d'un bouchon h vis. Le tube peut s'incliner plus ou moins. La sensibilité de l'instrument est d'autant plus grande qu'il est moins incliné sur l'horizon. Quand la décharge traverse le fil de platine, ce fil s'échauffe et fait dilater l'air ; on néglige la perte de chaleur due au contact des parois, et l'on calcule réchauffement du fil au

Fig. 4008.

1 Annales de chimie et de physique, î« série, t. LXIX, p. 429.

moyen du déplacement absolu du liquide, en se servant d'une formule assez compliquée.

La quantité d'électricité renfermée dans la batterie, s'évalue au moyen de la bouteille électrométrique (1320). Dans cet appareil, la spirale en platine t (fig. 992) est destinée à amortir le choc de la décharge pour éviter que les boules ne soient altérées à leur surface, ce qui changerait la valeur de l'unité de mesure adoptée. En représentant la quantité d'électricité par a, et par s la surface armée de la batterie, e ; s représente ce que H. Riess appelle la densité électrique, c'est-à-dire l'état de condensation de l'électricité sur l'unité de surface.

influence de in batterie. — L'échauffement du fil dépend à la fois de la quantité d'électricité et de l'état de condensation, c'est-à-dire que si Ton accumule la môme quantité d'électricité dans un nombre différent de jarres, réchauffement produit n'est pas le môme ; il augmente quand le nombre de jarres diminue. Ce résultat doit être attribué à la plus grande rapidité de la décharge, qui n'est pas instantanée, comme nous l'avons vu (1332), quand elle a lieu à travers un fil très fin.

Au moyen d'une batterie dont les jarres avaient 16 décimètres carrés de surface garnie, et dont il faisait varier le nombre de 2 à 25, M. Riess a trouvé que Y échauffement d'un fil est proportionnel au carré de la quantité d'électricité, et en raison inverse de la surface armée de la batterie. En appelant t cet échauffement, e la quantité d'électricité, et s la surface garnie , on aura

donc t = n — ; n est une constante qui représente réchauffement correspondant à e = \ et s = l. Cette formule peut s'écrire t = ne(els). On peut donc dire aussi que réchauffement est proportionnel au produit de la quantité d'électricité par sa densité. Si l'on admet, ce qui est la supposition la plus simple, que le temps 0 de la décharge est en raison inverse de la densité électrique *, on aura 0 = »'-r-- Or, 8 = — ; donc , ô = n's. En remplaçant s par

— dans la valeur de t, elle devient t = N— , N étant le résultat de la combi-

liaison des constantes n et n7.

Longueur et diamètre du m. — Si l'on fait varier la longueur du fil, en ayant soin d'introduire dans le circuit un excitateur universel portant un fil identique à celui du thermomètre et tel que la somme des longueurs des deux fils soit toujours la même, on trouve que la longueur particulière du fil du thermomètre n'a pas d'influence sur son échauffement. Ce qui pouvait se prévoir, chaque molécule étant traversée par la même quantité d'électricité pendant le même temps; et d'où il résulte que la quantité de chaleur développée est proportionnelle à la longueur. Mais si l'on augmente la longueur du fil du thermomètre, sans rien changer au reste du circuit, on trouve que réchauffement diminue ; c'est que la résistance étant augmentée, la décharge