DE LÉCHAUFFEMENT DES FILS

est ralentie. Cela nous explique pourquoi un fil fond d*autant plus facilement qo'i] est plus court.

Si Ton compare deux fils de diamètre différent, il faut encore avoir soin d'opérer a?ec un circuit toujours composé de la même manière. Pour cela, les deux fils sont placés Tun dans le thermomètre, Tautre dans l'excitateur. Après avoir obsenré réchauffement du premier, on les change de place et Ton observe Tèduiuffement du second. M. Riess a trouvé ainsi que Véchau/fement est en nmn inverse de la 4* puissance du diamètre du fil. Ce qui revient à dire qu'il est proportionnel à la quantité d'électricité qui passe par une molécule, et eo supposant que toutes les molécules d'une section en reçoivent également. Eo effet, les quantités d'électricité e, e' qui passent par une molécule, de deux fils de diamètre d, d' , sont en raison inverse des sections ou des carrés des diamètres ; on a donc e\e' = d"^\d'^. Mais on a aussi, en appelant t et /' les édiauffements, t\t' =^è^\ e"^^ d'après la loi relative aux charges. En combinant ces deux proportions , il vient / : (' = ti'* : rf*.

Dans toutes ces expériences, on n'a pas à tenir compte des parties du circuit antres que les fils que l'on compare, la section de ces parties étant relativement très grande et ne produisant pas de résistance sensible.

En réunissant les lois qui précèdent, on peut représenter réchauffement / d'oii fil par la formule < = Â^e^ : (/^ <, dans laquelle la constante k dépend de la nlstance du fil.

Effet da rmlentlssement de Im décharge. — L'échauffement du fil invariable du thermomètre est d'autant plus faible que le fil de l'excitateur qui fait partie du circuit est plus fin et plus long. L'échauffement parait être en raison nrerse de la longueur et proportionnel au carré du diamètre de ce fil. Ce Mtat est dû à la résistance qu'il oppose au passage de l'électricité ; en effet, dsobstacles divers, comme des tubes pleins de liquide, des morceaux de bois lonillés, des interruptions dans le fil, susceptibles d'être franchies par Xélec- ^te, diminuent l'échauffement en ralentissant la décharge, à laquelle ils peuvent donner une durée appréciable. M. Riess a trouvé que le retard est proportionnel à la résistance du conducteur intercalé, et que l'échauffement est réciproquement proportionnel à la durée de la décharge. En désignant par X et p 'a longueur et le diamètre du fil de l'excitateur, par h une constante, et supposant qu'il n'y a pas d'autre résistance sensible dans le circuit, l'échauffement

«st représenté par la formule générale / = K -— : M -| — ^ V

ConparalsoB des pouvoirs eondactenrs des métmox. — M. Riess a comparé les résistances, et par conséquent les conductibilités de divers métaux, en les substituant les uns aux autres dans l'excitateur, en tenant compte de leur longueur et de leur diamètre, d'après les lois précédentes. !1 a trouvé ainsi que, en représentant par 100 la longueur d'un fil de cuivre, des fils des autres métaux devraient avoir les longueurs qui suivent, pour produire la môme i^êsistance sous le même diamètre :

i82 ÉLECTRICITÉ STATIQUE.

Argent, cuivre, or, cadmium, laiton, palladium, fer, platine, étain, nickel, 448,7 100 88,9 38,35 27,7 48,48 47,6 15.52 44,7 43,45 40,3<

De plus, avec ces longueurs relatives, ces fils dégageraient la même quantité de chaleur, si on les supposait placés les uns au bout des autres, et traversés par la môme décharge. Leur élévation de température serait donc en raison inverse de leur chaleur spécifique et de leur densité, la longueur n*ajant pas d'influence, comme nous Tavons vu.

Nous expliquerons plus tard comment, au moyen des décharges continues de la pile galvanique, on peut comparer par d'autres méthodes, la conductibilité des divers métaui, et nous verrons qu'on arrive h des lois analogues à celles qui précédent. M. Clausius est parvenu k expliquer les lois trouvées par M. Riess, au moyen de la théorie mécanique de la chaleur. Il remarque qu'noe décharge est un mouvement de fluides dont les particules agissent les unes sur les autres, et, appliquant les principes de la mécanique analytique, il trouve que la variation des forces vives n'est pas nulle. Cependant l'état initial et l'état final sont des états d'équilibre des fluides ; il faut donc que la force vive développée se retrouve quelque part ; elle est représentée par la chaleur dégagée, et, en en cherchant la valeur, on retrouve les lois de M. Riess ^

f33S. EfTeta d'indaccion. — M. Riess a encore reconnu qu'un fil voisin de celui qui laisse passer la décharge, peut la ralentir quand il est moins bon conducteur que lui. Pour que l'effet soit sensible, il faut que le fil de dé€har|[e soit roulé en spirale, ainsi que l'autre, de manière que les longueurs en présence soient très grandes, il faut, de plus, que les deux bouts du fil indépendant de la batterie, se joignent de manière à former un circuit fermé. Il y a évidemment un effet d'induction dans le circuit, dont l'électricité réagit snr celle qui passe dans le fil de décharge ; aussi, le ralentissement est-il d'autant plus prononcé que le fil induit est moins bon conducteur^.

M. Knochenhauer a fait aussi un long travail sur les effets d'induction dans des fils voisins, et sur les quantités de chaleur développées dans plusieurs fils servant simultanément à décharger une même batterie. Il se servait d'un thermomètre électrique analogue à c«lui que nous avons décrit plus haut '.

4336. m. EFFETS licANiQUES DE LA DicHAB&E.— Nous rappellerons d'abord l'ébranlement produit dans les fluides que traverse l'étincelle, qui nous a senri à expliquer le bruit qui l'accompagne (1^83), et qui peut être assez violent dans les liquides pour briser des vases.

Si l'on place une lame isolante ou imparfaitement conductrice entre les deux boules de l'excitateur universel, elle est brisée ou percée par la décharge d'uP* batterie suffisamment puissante. L'étincelle d'une forte machine électrique peut

» Pogg. ann. l. LXXXVI, p. 337, et Ann. de ch. et de ph., 3« série, XXXVIII, p. 200- •^ Compter-rendus de l' Académie des sciences de Paris, l. X, p. 44 7. 3 Annales de chimie et de physique, 2» série, t. XVII, p. 77.

produire les mêmes effets : celle que donne la machine du Musée Teyier peut

percer de part en part un livre de 192 feuillets. Peree-Yerre. — Quand on veut percer une lame de verre, on emploie

souvent le peree-verre (fig. 1009) : la lame v est placée sur un cylindre en

verre et entre deux pointes isolées Tune de Tautre. On met sur la lame, une

patte d'huile destinée à empêcher Télectricité de se disperser. Quand on a

Ut passer la décharge entre les pointes, au moyen des

boutons a et 6, la lame est percée. Le trou est rond, à peine étoile, h contours mats, et quelquefois il reste rempli de verre en poudre. Il faut une puissante btterie pour percer une lame de * millimétré d'épaisseor.

Peree-earte. — Pour percer une feuille de carton, OB emploie le perce-carie ( fig. 1010), qui est disposé le manière à mettre en évidence deux résultats curieox. On fait partir Tétincelle entre les pointes a et c fii sont isolées Tune de l'autre, et la carte, placée très obliquement, comme le montre la figure, se trouve percée. Les bords du troo, 0, sont relevés sur les deux faces de la carte. On explique ce résultat par h décomposition par influence qui se fait dans la carte, de manière qu*il y a en réalité deux étincelles partant de Tune et l'autre face pour aboutir à la poiole qui est du même côté. On remarque , de plus , que le treo 0 n*est pas à la même distance des deux pointes ; il est ksucoup plus rapproché de la pointe négative. Si même on bit d'avance un trou à égale distance des pointes, la décharge le le traverse pas. La présence de l'air intervient dans ce ikfaomène singulier. Tremery, qui Ta remarqué le premier, lin dans l'air raréfié, le trou se rapprocher du milieu à lesore que la pression était plus faible. Si l'on met la carte entre deux pointes horizontales plus élevées l'une que l'autre, on mi , dans l'obscurité , un trait lumineux qui rase la carte et ?a de la pointe positive à la pointe négative , en face de laquelle se forme le trou. Pour expliquer ces faits, on a coQtome de dire que le fluide positif se transporte plus rapidement à travers l'air, que le fluide négatif; de sorte que, faisant plus de chemin dans le même ^ps, le point de la carte où se Joignent les fluides est plus rapproché de la pointe négative.

Urps brisés on altérés. — Quand OU fait passer la décharge à travers on morceau de bois dans le sens des fibres, en engageant dans ses extrémités les pointes de l'excitateur universel, il éclate en plusieurs morceaux. Van- Mamm, au moyen d'une batterie de 15 mètres carrés, a fendu en deux un cylindre de buis ayant 81"" de diamètre et de hauteur. Les tiges de l'excita- Wr s'enfonçaient dans des trous pratiqués dans les bases, de manière à se

Fig. 4 040.

i84 ÉLECTRICITÉ STATIQUE.

trouver à 27""» l'une de l'autre. La force développée équivalait à près de 3000 kil.

Si l'on fait passer la décharge à travers une feuille d'or placée entre deux lames de verre chargées de poids, l'or est volatilisé, et les plaques souvent brisées en mille fragments. Un fil de fer très fin, tendu dans un tube de verre, le brise aussi au moment où il est réduit en poussière, si ce n'est quand ce fil est enveloppé de papier. Quand le fil est entouré d'eau ou d'huile, remplissant le tube, le choc est extrêmement violent, et l'on peut briser ainsi des canons de pistolet.

Si l'on pose les deux boules c, c' de l'excitateur (fig, 1003) sur une lame de papier, ou de verre très mince, bien desséchée, et étendue sur la tablette f, cette lame est déchirée ou brisée par une très forte décharge. Quand la lame de verre n'est pas brisée, elle présente des traces d'altérations superficielles qui se voient en la portant au jour, ou au moins en troublant sa transparence par insufflation. Les figures obtenues ainsi sont connues sous le nom de figures roriqueg. Ce phénomène, étudié par M. Riess et par M. Peyré, se produit facilement au moyen d'étincelles rasant la surface du verre, comme dans la figure 95i. M. Riess a reconnu que, si la décharge est violente, le verre est comme dépoli avec du sable ; de plus, il est devenu conducteur sur les traces visibles et sur les parties voisines qui se distinguent par le souflDe. M. Wartmann a vu la décharge produire sur le mica des effets encore piss prononcés, d'une grande régularité , et accompagné de couleurs. M. Riess a pa distinguer des figures roriques sur une lame de mica présentée simplement i l'aigrette fournie par une pointe.

Changements de longueur des flis. — Nairne ayant fait passer plusieurs décharges d'une batterie de 3 mètres carrés, à travers un fil de fer non tendu, de 270 millimètres de long et de 3°"° de diamètre, trouva qu'il s'était taccourci de -^^ après 15 décharges; le diamètre avait un peu augmenté. Une 16" décharge le fit fondre. Un fil de cuivre donna des résultats semblables. M. E.' Becquerel a fait de nombreuses expériences sur ce sujet '. Il a trouvé, sur des fils de platine, que le raccourcissement était en raison inverse du cube du diamètre. À la 3^ ou 4« décharge, le fil, qui n'était tendu que par un faible poids comme dans la pg, 919, prenait une fornie ondulée, et les ondulations allaient en augmentant sans changer de place, quand on multipliait les décharges.

1337. Phénomènes de transport. — M. Peyré a VU une colonne liquide introduite dans un tube capillaire traversé par la décharge, se porter à l'extrémité par laquelle arrivait le fluide négatif, et revenir ensuite lentement sur ses pas.

Quand la décharge passe entre deux boules métalliques , il y a des parcelles enlevées et transportées d'une boule à l'autre. Ce fait, obsené d'abord par Muschenbroeck et Brugnatelli, a été étudié en détail par M. Fusiniéri'.

1 CompUs-rtndus des séances de IWcadémie des sciences de Paris, t. Vill , p. 496. i Archives de l'ikctriciti, par M. De la Rive, t. III, p. 597.

n yérifia d*abord que la décharge d*une bouteille de Leyde, reçue sur une plaque d'argent, y dépose une petite tache jaune provenant de son bouton de oÛTre. Il fit ensuite passer la décharge d'une batterie munie d'un bouton d'argent, à travers un disque de cuivre de 9 centimètres de diamètre et de j de millimétré d'épaisseur; ce dernier était tenu par un manche de verre et a|ipliqué contre la boule de cuivre de l'excitateur. Les deux faces du disque présentèrent des cavités dans lesquelles on distinguait des parcelles d'argent. Il j en avait aussi sur la boule de l'excitateur, et la boule d'argent présentait des traces de fusion et était tachée par de l'oxyde de cuivre. — Dans une autre expérience, une boule d'or fut placée sur la batterie, et un disque d'argent isolé fut appliqué sur cette boule. La décharge, partant du disque d'argent, fut reçue par la boule, aussi en argent, de l'excitateur ; la face du disque opposée à la boule d'or présenta une belle tache jaune de plusieurs centimètres de diaJOQètre. La boule d'argent présenta aussi des traces d'or, et la boule d'or, des traces d'argent. Ces traces d'or disparaissent peu à peu, comme si l'or se volatilisait. Le disque d'argent ayant été placé à égale distance des deux boules, présenta, après la décharge, des taches d'or égales sur ses deux faces. M. Fusiniéri explique ces faits par le transport de l'argent ou de l'or à travers le disque interposé ; il attribue même à l'entraînement des particules, les perforons des curps traversés par la décharge. Mais ne pourrait-on pas penser fse, le disque étant d'un petit diamètre, l'électricité a pu, en partie, l'envelopper et franchir ses bords en transportant, à travers l'air, les parcelles d'or ou l'argent aux points où on les -trouve? Il serait nécessaire de répéter ces eipâriences avec des disques de grartdes dimensions et entourés d'une substance I ittlaDte,

Us parcelles emportées par l'étincelle expliquent, suivant Haies, les difîé- RBte couleurs qu'elle présente d'après la nature des corps d'où on la tire : jttr exemple, sur le fer, l'étincelle est blanche ; sur le cuivre, verte : .sur le cbrbon, jaune ; sur l'ivoire ou le buis, cramoisie. Une orange placée entre les fcflx boules de l'excitateur universel paraît enveloppée, pendant la décharge, d'une atmosphère lumineuse d'un beau rouge orangé.

La force qui détache les parcelles métalliques superficielles n'est autre, probablement, que la répulsion qui s'exerce entîe elles, jointe à l'état de vapeur dans lequel les met la quantité énorme d'électricité qui les saisit. Priestley a fait une expérience qui vient à l'appui de cette explication. Ayant fait, passer nne forte décharge à travers une chaîne de fer étendue sur une lame de verre, il vil chaque chaînon se dessiner sur le verre, au moyen d'une poudre noire qui s'en était détachée, et la chaîne avait un peu diminué de poids. Une partie de cette poudre faisait corps avec le verre. Si l'on frotte une médaille avec de la plombagine, dcTOaniére que les traits en creux en restent remplis, et qu'on la fasse traverser par une forte étincelle après l'avoir posée sur une feuille de papier, les traits de la médaille s'impriment sur le papier, par la plombagine qui se détache des creux.

4338. Déplacements par ehoe latéral. — Priestley, en cherchant à imiter certains effets de la foudre, a reconnu que des corps situés prés da point où a lieu une forte décharge peuvent être vivement déplacés. Ainsi, des morceaux de liège, de bois, sont chassés à plusieurs pouces de distance. Le résultat a lieu, mais avec moins de force, quand la décharge traverse un fil fin, même quand il n*est qu*échauffé. Priestley explique ces phénomènes par la commotion de Tair; de sorte que la cause serait la même que celle qui chasse la balle du mortier électrique (130). Mais, comme il Fa constaté lui-même, de la poudre renfermée dans une fiole s*agite au moment de l'explosioD ; et dan» le vide, Teffet latéral est peu affaibli, et ne paraît pas augmenté dans rtir comprimé. M. Pouillet attribue ces déplacements brusques à la décompositioft par influence, qui se fait avdc une telle instantanéité et une telle énergie, que les corps, dont la conductibilité est imparfaite, sont entraînés par les fluides qui ne peuvent se déplacer dans leur intérieur avec une rapidité suffisante.

1339. iT. EFFETS ciiHiQUES DE LA DÉCHâReB. — Si l'ou fait passcr Une sérift ; d'étincelles dans une éprouvette placée sur le mercure et remplie des gv ji suivants : gaz oléfiant, acide sulfliydriquCy acide chlorhydriquey protat^ } d* azote, yaz ammoniac, phosphure d'hydrogène, ils sont décomposés, et leiin , éléments séparés. Vacide carbonique se décompose en oxyde de carbone et ^ oxygène. Ces décompositions, connues des anciens physiciens, ont été particulièrement étudiées par Van-Manim. La décharge peut aussi décomposer kl- = substances isolantes qu'elle traverse : l'éther, les huiles grasses, les huilai ;; essentielles, comme l'a constaté Morgan, un des premiers. Les huiles donneÉ^ 1 du gaz oléfiant, de l'hydrogône et de l'oxygène. L'étincelle peut aussi produira .^ des combinaisons : Priestley a trouvé qu'une série d'étincelles à travers l'air,. ^ fait diminuer son volume et lui communique la propriété de rougir la teintura j de tournesol ; Cavendish a reconnu qu'il se forme de l'acide azotique, parla i combinaison d'un peu d'oxygène et d'azote. L'inflammation des mélanges j gazeux explosifs n'est pas h citer ici, parce que l'étincelle agit, dans ce cas, 1 comme le ferait une flamme. -j

Dans la fusion d'un fil de laiton, le zinc et le cuivre sont séparés, et on peot ^ les trouvera l'état d'oxyde, sur une lame de verre. Une série d'étincelles à ^ travers de l'oxyde d'étain renfermé dans un tube de verre, fait apparaître n l'étain sur la surface du tube. Le vermillon dépose, dans les mêmes circon- stances, le soufre et le mercure qui le composent.

A. Pinaud appliqua sur un carreau étincelant (1286) une feuille de papier enduite de bromure ou d'iodure d'argent, sur laquelle il posa une lame de verre, et, ayant fait passer à travers le carreau la décharge d'une bouteille de Lcydc, il vit des taches brunes, sur le papier, aux point correspondants aux étincella&i et obtint ainsi des dessins, qu'il nomma électrographies.

1340. Décomposition avec transport des éléments. — Dans les expériences que nous venons de citer, les éléments disjoints restent mélangés; on peut les obtenir séparés et transportés en difl'érents points. Dans plusieurs

EFFETS CHUflQUES. 187

essais, Wollaston et M. Bonijol avaient obtenu la séparation des éléments, mais les résultats n*étaient pas parfaitement nets. M. Faraday a réussi de la manière h plus complète : 1o ayant posé sur une lame de verre, une goutte d*une ^solution de sulfate de cuivre, dans laquelle il engagea les extrémités de fils de platine communiquant, Tun avec le conducteur positif d*une machine de Naime, Faotre avec le pôle négatif, ou avec le sol S il trouva, après 20 tours k la machine, le fil négatif entièrement recouvert de cuivre. De l'iodure de pitassium mélangé d'amidon donna promptement autour du fil négatif la cooleor bleue qui atteste la présence de l'iode.

So Od fait jaillir une série d'étincelles d'une machine positive, sur l'extré- Bté d'une bande de papier humide imbibée de sulfate de soude et colorée avec èi sirop de violettes ; la bande rougit à cette extrémité, et devient verte à Fiatre qui communique avec le sol. Or, nous savons que les acides rougissent k sirop de violettes et que les alcalis le font passer au vert; les éléments du id ont donc été transportés séparément aux extrémités de la bande de papier. Sl'on applique, sur une lame de verre V (fig. 1011 ), une série de losanges il même papier, et qu'on fasse armer de l'électricité positive par une pinte isolée p, pendant que la poinve t communique avec le sol , on voit Ih losanges rougir du côté de la (mte p, et verdir à l'extrémité ilfosée. On voit que l'électricité a Fig. ion.

il traverser l'espace qui sépare les

fcuiiges; mais il faut que le passage ait lieu sans étincelles. — Si le papier l'at imbibé que de sirop de violettes, les couleurs peuvent encore apparaître » extrémités, à cause des sels que contient le papier. Meomposition de Tean. — De fortes décharges à travers l'eau en décomptent quelques parcelles. Wollaston est parvenu à obtenir des résultats au ■oyende faibles décharges, en ayant soin de faire arriver l'électricité en un ieol point, afin que toute son énergie s'exerçât sur quelques molécules seule- ■est. Pour remplir cette condition, il engagea dans un tube de verre, un fil iw terminé en pointe très effilée, fondit le verre autour de la pointe, puis usa Texlrémilé du tube jusqu'à ce qu'il vit apparaître le bout du fil. Le tube fut ensuite plongé dans de l'eau communiquant avec le sol, et des étincelles furent hocées sur l'extrémité extérieure du fil. Aussitôt un petit courant^ de bulles pieuses s'échappa de la pointe d'or. — Wollaston a encore opéré ainsi : il remplit un tube capillaire de chlorure d'or, fit déposer l'or dans l'intérieur, en Aauffant, et tira ensuite le tube à la lampe, de manière à obtenir une pointe très fine contenant intérieurement un fil d'or, par lequel il fit ensuite sortir

^ Il faut que la communication avec le sol soit bien intime. M. Faraday faisait communifpKr le fil aTec \eè tuyaux de conduite du gaz ou des eaux; il appelle ce système de conduites ^fportU de décharge.

l*élcctricité à travers Teau. Wollaston a décomposé, par le môme moyen, do sulfate de cuivre dissous dans Teau.

Dans ces expériences, les éléments de Teau sont mélangés. M. Armstrong

en a obtenu la séparation, au moyen de la machine hydro-électrique de l'Institut

polytechnique de Londres (900), etderappareil(/î</. 1012).

L*eau remplit le vase V, et les tubes /, t\ dont la partie

supérieure est traversée par un fil de platine scellé dans le

verre. Un des fils communique avec la chaudière delà

machine, et Tautre avec le sol. On voit Toxygène se

dégager seul autour du Gl /, qui apporte Télectricité

Fig. 4 012. positive, et l'hydrogène autour du fil t\ Nous verrons,

en parlant de la décomposition de Teau par le coonuC

de la pile, comment on peut expliquer la séparation des deux gaz.

Quand on se sert d*une machine électrique ordinaire, les gaz séparés sort en si faible quantité, qu*ils sont entièrement dissous par Teau. M. Andrews a pu cependant les recueillir, en employant des tubes capillaires ne contenaÉ que très peu d'eau qui était bientôt saturée de gaz , et dans lesquels les gtt \ étaient mesurés sur une échelle. Une machine à plateau a dégagé 0,066 mîŒmétres cubes d*oxygène, après 40 tours faits en 1 minute. M. Andrews a pi aussi opérer avec l'électricité de l'atmosphère, recueillie au moyen d'un cer(^ volant électrique^ par un procédé que nous décrivons plus loin. Par un teiqs ' serein, il a obtenu en une heure 0,054 millimètres cubes d'oxygène ».

*34f Ozone. — Quand on fait passer une série d'étincelles à travers k l'oxygène pur , ce gaz exhale une odeur particulière , et prend des propriétés chimiques nouvelles. Cet oxygène, ainsi modifié par l'électricité, a reçu dl M. Schœhein le nom d'ozone. Nous reviendrons plus tard sur les propriétés k ce produit singulier.

f34e. ¥. Effets maifBétiqaes. — L'électricité agit d'une manière rcnu0<quable sur les corps magnétiques; mais ce n'est que plus tard que noQS pourrons étudier en détail cette action. Nous citerons seulement quelques résultats. Franklin parvint à aimanter de petites aiguilles d'acier, par la décharge d'une bouteille de Leyde, et à intervertir les pôles d'une aiguille aimantée. Beccaria, Cavallo, Wilson, obtinrent des résultats semblables, soit en faisant passer la décharge à travers l'aiguille, soit en la plaçant très près de l'étincelle. Enfin, Kinnersley ayant placé une aiguille aimantée, suspendue sur un pivot, très près d'un fil de fer, la vit pirouetter rapidement au moment où il fit passer la décharge à travers ce fil.

^ Annale* de chimie et dephytique^ 3«s., t. X, p. 4 03; et t. L, p. 124.