MACHINES ÉLECTRIQUES

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

«sir9. ■•eiiiae de Nairne. — Cette machine, usitée surtout en Angleterre» donne, en même temps, les deux électricités. Elle se compose d*un cylindre,

Fig. 940.

ea Terre'que l'on fait tourner autour de son axe oo' (fig, 940), au moyen de la naDÎTelle m. De part et d'autre de ce cylindre, sont deux conducteurs isolés e et c'. L'un, e, porte un coussin F, pressé par un ressort contre le cjfiodre de verre ; l'autre, c\ est garni de pointes dirigées vers ce ciSadre. L'électricité négative du coussin est recueillie par le condodenr c, tandis que le conducteur c' se charge par influence de Aode 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 Tautre, afin d'augmenter la décomposition produite par le frottement.

P*aBpe électriqiie. — 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 /, 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, flxé au piston, dont il est isolé, et communiquant Fig.94i. par le ressort r, avec la virole 6, qui est électrisée positivement. On tient la pompe en a ou en 6, suivant qu'on veut recueillir l'électricité positive ou l'électricité négative.

««78 Expériences diverses. — On fait avec la machine électrique difl'érentes expériences dont nous avons déjà cité un certain nombre. Parmi les

effets les plus remarquables de cet appareil il faut citer Yétincelle 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 diî trait lumineux, que Ton juge de la puissance et du bon état de la machine.

Taboaret 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 (/ig. 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. Noilet 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.

Coadaccears seeoadairea. — 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 erpployait de petits cylindres de 13"»",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 Van-Marum, et porte deux plateaux parallèles, de i°*,62 de diamètre, qui exigent quatre hommes pour être mis en mouvement; elle donne des étincelles de plus de | centimètre de diamètre et ^5^"" 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 i",85. Enfin, la plus grande machine qui existe est celle de l'Institut polytechnique de Londres ; le plateau a 2™,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.

iiKY9. HaeliiBe 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 lard 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

MACHINES ELECTRIQUES

occopé, on. des premiers, de ce phénomène, a imaginé d'en tirer parti pour eonstmire une machine électrique. La fig. 942 représente un appareil de cette espèce, construit par M. Rumhkorff. Cp est une chaudière cylindrique à foyer ÎDtérieur, disposée comme celle des locomotives, i est la soupape de sûreté. Il le tube i niveau, p la porte du foyer, et C la cheminée. Cette chaudière est isolée par des colonnes en verre. Un robinet r sert à donner issue à la vapeur, qui passe d*abord dans un réservoir cylindrique horizontal K, d'où elle se rend, par des tubes, aux ajutages a. On voit en V la coupe d'un de ces ajutages ; le jet de vapeur se brise contre la lame o , puis traverse un canal pratiqué dans un tronc de cône eu buis b, maintenu par le couvercle i vis o. Pour que la vapeur soit mêlée de gouttelettes d'eau, les tubes traversent une boîte c, dans laquelle ils sont continuellement mouillés par des mèches de coton plongeant dans une couche d'eau ; ce qui fait que la vapeur se condense en partie, avant d*arriver aux ajutages. Le tube et conduit dans la cheminée les vapeurs qui se dégagent de la botte réfrigérante c.

Le frottement dans le canal de T^otage, des gouttelettes d'eau emyirtées par la vapeur, dégage de l'élec- Iridté ; le fluide négatif se porte sur la chaudière isolée, et le fluide positif est emporté par la vapeur. Pour recQeillir ce fluide positif, on présente aux jets de vapeur, un cadre v garni de pointes, et fixé sur un globe isolé B. On met les pointes très près des ajutages quand on veut beaucoup d'électricité ; on les éloigne à 10 ou 12^ quand on veut obtenir, non une grande quantité d'électricité, mais une forte tension , c'est-à-dire de l'électricité capable de donner de longues étincelles. Quand on n'a besoin que d'une seule espèce de fluide , on fait communiquer avec le sol le corps sur lequel se porte l'autre ; sans cette précaution , une partie des deux fluides se recombinerait à travers le jet de vapeur. La quantité d'électricité est d'autant plus grande que la pression de la vapeur est plus forte ; on lui donne ordinairement 5 à 6 atmosphères.

Les machines hydro-électriques produisent des efl'ets étonnants. Une petite chaudière contenant seulement 30 ou 40 litres d'eau, peut donner, par seconde, 4 ou 5 étincelles de 10 à 15<^"* de longueur. La machine de l'Institut polytechnique de Londres, dont la chaudière, d'environ 2 mètres de longueur, est munie

Fig. 942.

de 46 jets, donne des étincelles de GCK" de longueur ; et fournit environ 45 fois plus d'électricité que la grande inacliine à plateau du même établisseinent. La machine liydro-électriquc de la Faculté des sciences de Paris porte 80 becs ; elle donne des étincelles de plusieurs décimètres de longueur et de plusieurs centimètres d'épaisseur. Ces étincelles se succèdent si rapidement , qu'on ne peut les compter. Nous verrons d'autres effets des machines hydroélectriques. Malgré la grande quantité d'électricité qu'elles fournissent, elles ne peuvent être employées habituellement : les ajutages s'usent rapidement, la chaudière doit être lavée à l'eau de potasse avant de s'en servir , et il faut un temps assez long pour obtenir la vapeur avec la tension convenable.

i^so. BLBcnopioiB. — Dans les laboratoires de chimie , on a souvent besoin d'étincelles électriques pour enflammer des mélanges gazeux. A une machine électrique, qui serait trop embarrassante , on préfère VéUctrophore,

dû à Volta , qui fut conduit à l'imtginer par des expériences de Beccaria, .Epinus et Wilke ; ce qui fait que ee dernier passe quelquefois pour l'inventeur.

L'électrophore consiste en un gâteau (le résine coulé dans un moule en bois ou en méU\\ rr* (fig. 043), sur lequel on pose un plateau c en métal, ou en bois recouvert d'une feuille d'étain , et muni d'un manche de verre t*. On commence parélectriser le gAteau de résine»

en le frottant avec une peau de chat. On pose ensuite le plateau c sur la résine, qu'il ne touche que par un très petit nombre de points; de sorte qu'on peut regarder les deux surfaces comme séparées par une courbe d'air. Il se fait donc alors une décomposition par influence dans le fluide neutre du plateau c, l'électricité positive est attirée du côté de la résine, et la négative est repoussée à la partie supérieure, où l'on pourrait en reconnaître la présence au moyen d'un électrométre de Henley. Si Ton enlève le plateau c par son manche de verre, tout y rentre à l'état neutre. Mais si auparavant on fait passer le fluide négatif dans le sol, en posant le doigt sur le plateau, quand ensuite, ayant enlevé le doigt, on soulève le plateau, on le trouve chargé d'éleclririté positive, et l'on peut en tirer une étincelle. On pourra répéter cette opération un très grand nombre de fois, parce que Télectricité de la résine ne passe pas sur le pl.iteau c (si ce n'est la très petite quantité qui se trouve aux points où il y a contact) ; l'instrument peut donc conserver son électricité pendant longtemps quand on le renferme dans on espace dont Tair est bien sec, et c'est de là que vient le nom A'éleclrophore.

La théorie de l'électrophore, telle que nous venons de l'exposer, n'est pas complète, car elle n'explique pas certains faits, parmi lesquels nous citerons

Fig. 943.

ÉLECTROPHORB. 134

les somnts : 1» Télectrophore ne fonctionne plus, ou du moins ne donne que de très faibles résultats quand, la résine étant électrisée, le moule ne corn- ■onîque pas avec le sol ; 2» quand on isole le moule, on peut en tirer une étincelle, après avoir touché le plateau supérieur, et une autre après avoir ensuite enlevé ce plateau '. De plus, le moule, surtout quand il est métallique , réagit sar la surface supérieure de la résine, de manière à y permettre un plus grand déTeloppement d'électricité ; il joue ici le rôle des armatures vis-à-vis ies aimants.

Il y a évidemment une action par influence exercée sur le moule par Télectricité de la surface de la résine. On expliquait ce qui se passe dans ce cas de la manière suivante : le fluide négatif de la partie supérieure de la résine décompose par influence le fluide neutre du moule, repousse dans le sol le floide négatif, et retient ie fluide positif. Ce dernier ne contrebalance qu'en partie l'action de la résine sur le plateau supérieur, à cause de sa plus grande Âstance à ce plateau. — Mais il est évident qu'il devrait alors y avoir avantage i conserver dans le moule, le fluide repoussé, c'est-à-dire à isoler l'appareil. Or, c'est le contraire qui a lieu ; de plus, Félectricité conservée dans le moule devrait être positive. Or, M. Bufl* a fait voir qu'elle est, au contraire, négative'. Pour cela, il remplaça le bouton d'un électromélre à feuilles d'or par nne plaque métallique, appliqua dessus un disque de résine, qu'il électrisa par frottement, pendant qu'il faisait communiquer le plateau de l'électromètre avec le sol ; il posa ensuite sur la résine un plateau à manche de verre, pour former un électrophore; le toucha avec le doigt en même temps que la plaque ialSrieure ; puis, ayant enlevé la résine avec h pbque superposée , il vit les feuilles d'or s'ècuter et indiquer de l'électricité négative.

Poor expliquer ces faits , il faut remarquer foe lorsqu'on électrise négativement un plateau de résine sur l'une de ses faces , il s'électrise positivement sur la face opposée, par une action moléculaire particulière , sur laquelle nous pjg 944

aurons à revenir plus tard. L'électricité neutre

du moule cd(/lg. 944) est alors décomposée par l'influence du fluide positif de la face inférieure de la résine' : l'électricité négative est attirée vers cette face et détruit son fluide positif, ou du moins contrebalance les actions qu'il pourrait exercer à distance ; l'électricité positive est repoussée dans le sol. Si maintenant on installe le plateau supéri«>ur ab , on voit que la décomposition que tend à y produire réieciricilé delà surface supérieure de la résine n'est plus contrariée par

< Journal de physique, 1776 (4), p. 504. * AmnaUt de chimie et de physique, 3» série, t. VI, p. 404.

' Celte décomposition se fait au contact, et non à disUnce ; mais il ne faut pas oublier que la résine est un corps isolant.

une action contraire du moule inférieur. 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 poum en tirer une étincelle. due à du fluide posilif. Si alors on4ouche avec le doigt le plateau a6, son fluide négatif s'échappera, et son fluide positif restant seul, une nouvelle décomposition se fera en cd; du fluide posittysera repoussé, et Ton pourra tirer une nouvelle étincelle'. Enfin, quand, après avoir ainsi fiul disparaître le fluide positif libre de cd, on enlèvera le plateau ab chargé d'éUetricité positive, le fluide négatif de cd, qui était retenu par Tattraction de Télectricité positive de ab, deviendra libre, et Ton pourra tirer sur d 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 se 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 pir l'électricité de la face inférieure de la résine, si elle ne s'appuyait pas sur m corps conducteur non isolé. Toutes ces déductions se vérifient facilement afee un électrophore à moule métallique, dont la couche de résine n'est pas trop épaisse.

Toutes les substances isolantes sont propres à fabriquer des électrophores ; on emploie le plus souvent la résine, ou des mélanges moins cassants. Robert de Liège se servait du premier des mélanges suivants ; le troisième est le pbis fréquemment employé.

Poix 4

TérébenUiioe de Venise. . 2

Cire t

Résine 3

Soufre concassé 4

Laque en tabl. id 6

Colophane 200?^

Térébenth. de Venise 25

Gomme laque »

Suif 4 5

Colophane SSOf

Térébenth. de Venise 61

Gomme laque 500

Suif 46

On fait, depuis quelque temps, des électrophores en caoutchouc, qui donneil d'excellents résultats. Un des plus grands électrophores qui existent est cehi qui a été exécuté à Gœltingue, par Kleindworth. Le gâteau de résine avait 2°*,25 de diamètre, et le plateau métallique, 2 mètres. On en tirait d'énormes étincelles, soit en chargeant le plateau, soit en le déchargeant.

1 En touchant en même temps les surfaces ab, cd, on éprouve une petite commotion^ < dans la décharge du condensateur, dont nous parlerons plus loin.