FROTTEMENT

fixe, et Taotre mobile autour dune tige d'aeier horizontale. Un cadran n, difisé en 400 parties, sert à mesurer Técart des pendules, qui se projettent sur lai pour Tobservateur qui regarde par un petit trou pratiqué au centre du £sque v, fiié à plusieurs métrés des pendules. L'état hygrométrique de Tair ajant de l'influence sur les résultats, on ne compare que ceux qui sont observés lans les mômes circonstances atmosphériques. Pour obtenir une vitesse unitmne, Peclet faisait faire un tour au cylindre pendant un même nombre de tettements d*uae montre. Voici les principaux résultats obtenus.

lalneace da temps et de la vitesse. — Quand on emploie des substances frottantes qui ne s'altèrent pas, on trouve que, pour une même vitesse, la tension augmente pendant quelques minutes, et reste ensuite constante. L'augmentation qui a lieu d'abord, paraît due aux déplacements, au premier moment, des molécules de la surface frottante, et aussi, peut-être, à l'élévation de température qui accompagne le frottement.

Des expériences faites avec des vitesses correspondantes à un tour pendant 8, 4, 2, i battement d'une montre, et avec des cylindres 4e verre, de résine et de taffetas ciré, ont donné des tensions indépendantes de la vitesse, pour les grandes comme pour les petites pressions. Cependant les substances garnies de loDgsl||aments, comme la peluche de soie, le molleton, donnent des tensions (|q1 attentent avec la vitesse. Cela tient à ce que les filaments neutralisent «Hlelà du contact, une partie d'autant pUis grande de l'électricité qu'emporte lecjliodre, que ce dernier tourne plus letitement. On voit, en offet, ces filaments s'agiter sous l'influence de l'électricilé, et devenir étincelints dans robscurité. On peut du reste, dans certains cas, faire disparaître ces anomalies, en rendant lisse la partie qui dépasse le contact.

Si l'on décharge le cylindre au moyen de franges ou de pointes non isolées, la tension diminue avec la vitesse, et d'autant plus que le frottoir est plus sauvais conducteur ; c'est que l'électricité du cylindre doit, dans ce cas, se

3 renouveler à chaque instant, et qu'elle le fait d'autant plus facilement que le hide reçu par le frottoir s'écoule plus librement dans le sol. Si ce dernier ne se décharge pas, la quantité d'électricité conservée diminue, et on l'augmente, ainsi que la tension, en renouvelant plus souvent les frictions, c'est-à--dire en augmentant la vitesse. Quand l'air est humide, il décharge en partie le cylindre, ^ la tension diminue aussi avec la vitesse, mais très faiblement. Comme l'air oilève toujours un peu d'électricité au cylindre, on remarque que, pour les 1res petites vitesses, la tension diminue légèrement.

La quantité absolue d'électricité produite, est aussi indépendante de la ^se, c'est-à-dire qu'elle reste la môme pour chaque tour, quelle que soit sa durée. Peclet a reconnu ce fait au moyen de l' électromètre de Lane, ou de l> bouteille électrométrique (1320). Le nombre des décharges était toujours le iQéme pour un même nombre de tours, quelle que fût la rapidité du mouvement ; <^ndant, ce nombre augmentait avec la vitesse, quand le frottoir était "^vais conducteur.

286^ SOURCES d'électricité.

laflaeaee de la pression. — Des expériences faites avec dlfRfetfts

frottoirs, sur des cylindres de verre et de résine, nus ou recouverts de taffebi ciré ou de satin, déchargés ou non par une frange, ont prouvé que pour W mêmes substances en présence, la pression n*a pas d'influence sur la tensioii électrique, la pression a varié de i^,'2 à 40^,2. Cependant, pour certaiui substances, la tension augmentait jusqu'à 2 à 4^ de pression ; ce qui tiort probablement à ce que la surface du corps frottant touchait le cylindre par m plus grand nombre de points, quand la pression était plus forte ; c'est surtool pour la peluche et les substances d'une contexture analogue, que ce résultat était sensible. Il se présente aussi, parfois, des anomalies, que Peclet attritaê à la chaleur que dégage le frottement. Cette chaleur, sensible surtout avec ks frottoirs mauvais conducteurs, qui la conservent à leur surface, leur donne aoe tendance négative qui modifie les résultats.

Inflnenee de l*6lendne et de la forme de la sarfiaee frottante. — L'étendue de la surface frottante n'a pas d'influence sur la tension. Poor constater ce résultat, Peclet laissait dépasser la lame mince frottante, de manière à l'appliquer sur le cylindre dans une étendue plus ou moins grande au-delà du frottoir, et il relevait l'extrémité de cette lame sur ce dernier; cette partie frottante, pressée seulement par son élasticité, produisait le même eflU que la partie rigide du frottoir chargée de iO^^^ il résulte de là, que l'électricité recueillie est produite par le bord de la surface frottante. Quand la feuille n'eil pas relevée, et que son bord libre est appuyé sur le cylindre, la déviatioa diminue avec la surface en contact ; ce qui tient à ce que le contact n'existe réellement qu'en quelques points, à cause du faible poids de la lame, et à ce qu'il se fait des recompositions au bord de la lame. Dans ces expériences et dans celles qui suivent, les pointes a (fig. 1038) étaient placées au-dessous du cylindre tournant.

La courbure du frottoir, quand il est bon conducteur, change aussi les résultats. Pour le constater, on tend plus ou moins la lame, dans les expériences qui précèdent, de manière à en changer la courbure au point où eBe quitte le cylindre tournant. Des frottoirs, terminés par des surfaces planes (M convexes, comme /"et f (fig. i038), et une autre plus convexe encore, ort donné des déviations de 58<», 57<» et 55©. L'ett'et de la courbure pafaît dû àh décomposition par influence du fluide neutre de la partie courbe, qui, électrisée d'une manière contraire au cylindre, augmente la destruction d'une partie' de l'électricité qui se porte sur ce dernier. Le cuir, quand sa surface a l'aspect dé la peluche, produit un efl'et inverse; c'est que les filaments dont il est reconverl neutralisent d'autant plus d'électricité du cylindre, que le frottoir est moins convexe.

Enfin, l'épaisseur du corps frottant n'a pas d'influence sur la tension, quand on ne décharge pas le cylindre ; mais, dans le cas contraire, et quand le corps frottant est mauvais conducteur, la déviation diminue quand son épaissenr augmente, le fluide qu'il reçoit ne pouvant s'écouler dans le sol.

quM ém fr«ttoBieiit. — Il y a dei^x espèfiçfl 4^. fçpHçimcîçt, Y}}fi,^^^e IfHàère espèce pu de glissement^ Tautre de seconde espèce ou de ronùmient. pdel^.ayaat reooplapé le frottoir de son appareil par un cylindre creux en ^;^mi de plusieurs couches de cuir, et muni de deux tourillons qui ^gageaient .dans. les cou^sses e^ c (/?jf..10£|8), reconnut que les variations f.^se et^e.pression suivent les qiéroes lois que dans le frott^encient par glispeot. Les métaux en Teuilles, le papier» le^ pe^ux lisses, le satin du côté non 1^ produisent aussi, les mêmes quan|tités d'électricité dans les deux espèces i|ipttêniçot. IfC s^tin du C4)té satiné en donne davantage par roulement que orgliçsement, ce que Peçlet attribue à la faible conductibilité de la face itioée : daas le roulement, la surface de contact changeant continuellement, âectricité qui se porte sur le rouleau est plus facilement enlçvée que bns le glissement. Le molleton produit aussi une plus grande tension Q roulant qu'ep glissant ; ,c*est qjue les filaments qui déchargent le jlifidre au-delà du contact s*en éloignent rapidement quand il y a roulement, le taffetas ciré très. sec donne les mêmes résultats avec les deux frottements; lais quand il est glutineux et adhère au verre du cylindre, réleclricité change leMture avec l'espèce de frottement ; c'est que, dans le roulement, l'électricité it produite par la séparation mécanique de deux surfaces qui adhèrent, sépaation qui est aussi une source d'électricité, comme nous allons le voir. Quand ecjlindre est en verre dépoli ou en résine, il y a seulement diminution de eosion.

On peut donc dire, en général, que les deux espèces de frottement donnent es mêmes résultats quand il n'y a pas de cause accidentelle d'anomalies. Il fenlte de là que l'électricité dégagée par le frottement peut être attribuée à edet de la séparation des deux surfaces pressées l'une contre l'autre, ou à ébranlement moléculaire qui résulte de cette séparation.

1419. Production de réiectricllê par un Jet de vapeur. — Cette Mnière de produire de l'électricité se rattache au frottement. Elle a été trouvée ar le hasard, en 1840, à la houillère de Séghill, près de Newcastle. Le ■ifemicien Patterson ayant saisi d'une main le levier de la soupape d'une chauiire à vapeur , pendant que l'autre main était plongée dans un jet de vapeur, eirtit des picottements particuliers, et reconnut que le levier donnait des Bncelles électriques. Plusieurs physiciens s'occupèrent de ce phénomène. LArmstrong en fit une étude attentive', sur un grand nombre de chaudières, t notamment sur une locomotive, qu'il isola en appuyant les roues sur des odes formés de trois morceaux enduits de poix et séparés par des couches epoix et de papier. En montant sur un tabouret isolant et plongeant dans le H de vapeur une tige de fer qu'il tenait à la main , il tirait des étincelles , Tec l'autre main , des corps voisins non isolés. La tige de fer était électrisée ositivement, et la locomotive, négativement.

* Annalei de chimie et de physique ^ 3« série, t. VIT, p. 401.

288 soLTRCES d'électricité.

Le même physicien fît ensuite des expériences au moyen d*un petit gënénlt en bronze construit exprés , et il constata que l'électricité prenait oaitsai dans la partie de Tajutage occupée par le robinet , c'est-à-dire à Tendroit le passage offert à la vapeur était rétréci. On avait admis d'abord que TA tricité était produite par l'expansion de la vapeur à sa sortie. M. Pdt l'attribuait au fait de la séparation de l'eau en vapeur , des matières qui déposent en incrustations dans les chaudières. M. Gh. SchafhaeuU reconnot, la suite de recherches étendues» que la vapeur doit être mouillée pour dont de l'électricité , et il pensait que ce fluide était produit dans le conflit entre vapeur et les gouttelettes d'eau qui s'y trouvent mêlées. Enfin , M. Fanul prouva que l'électricité se dégage dans le Trottement contre les parois de Tajota de sortie , des gouttelettes emportées par la vapeur K

Dans l'appareil de M. Faraday , la .vapeur traversait horizontalement ballon métallique o (fig. i039), portant l'ajutage, et précédé d'un tuh robinet destiné à recevoir l'eau condensée dans le conduit. Quand il y avait l'eau dans le ballon , il se produisait beaucoup d'électricité ; mais quand

Fig. 4 039. Fig. 1040. Fig. 1041.

ballon était vide , et la vapeur bien sèche , il ne s'en produisait plus. I substance et la forme de l'ajutage avaient une grande influence. M. Farada} souvent employé un ajutage évasé (fig. 1040), auquel il présentait le soaia d'un cône fait successivement avec diverses substances. Un petit tube vertie à robinet (fig. 1041 ), disposé prés de l'orifice de certains ajutages, smi à introduire difl'érents liquides dans le jet de vapeur. Quand on introduisait ( l'eau commune ou mêlée de quelque substance saline , alcaline ou acide, ne se dégageait pas d'électricité ; tandis qu'avec l'eau distillée , il s'en défi geait beaucoup, il en était de même quand le liquide était mis d'avance dai le ballon. Ce résultat s'explique par l'augmentation de conductibilité qoeii substances dissoutes communiquent h l'eau ; alors les électricités séparées f le frottement, se recombinent aussitôt. L'ammoniaque , qui n'augmente fi sensiblement la conductibilité de l'eau quand elle y est mêlée en petite quanti! n'empêche pas le dégagement de l'électricité.

L'électricité dégagée est généralement positive dans le jet de vapeur , négative sur le corps solide qu'il rencontre, quel qu'il soit. M. Faraday a op4

ï Annales de chimie et de physique, 3* série, t. II , p. 37 el X, p. 88.