SI

Nous verrons que si Ton forme un circuit avec un seul métal dont il rapproche les extrémités différemment échauffées , on obtient un courant iffà l'intensité varie suivant ce qu*on nomme le pouvoir thermo-électrique particnliff de ce métal. Cela posé, M. Becquerel a trouvé que Tintensité magnétifi des courants produits en chauffant à i° le point de réunion de deux métaux , est égale à la ditférencc des intensités des courants qu*ils donneraient sépH rément, si leurs deux extrémités étaient, Tune à 0°, Tautre à t°. Ainsi, M désignant le pouvoir Uiermo-électriquc particulier de chaque métal par rinitiih de son nom, on aurait, d'après le tableau qui précède, F — C = 27,96, d F — P=3G,07. Or, en retranchant ces deux égalités l'une de l'antre, M trouve C — P=8,i1, qui diffère peu du nombre 8,55 que donne rexpérience. De môme, on aF — E=31,24., ctC— E = 3,50; d'où F— C=27,74, et l'expérience donne 27,96. On peut donc dire que « l'intensité d'un coural thermo-électrique est égale à la différence des actions produites dans cha(|De métal par la môme température. »

On peut, en combinant, d'après les principes qui précèdent, les intensités données par le tableau, trouver le pouvoir thermo-électrique particulier des métaux qu'il contient, quand on connaît celui de l'un d'eux. Par exemple, O désignant toujours par F le pouvoir du fer à 20°, on a F — A = 26,20, n A = F— 26,20. On trouve de môme 0 = F— 26,70; Z = F— 26,96; C=^F — 27,96; E=F-34,24; P=:F — 36.

Malheureusement la détermination de F est très incertaine. M. Becquerel ayant remarqué que les pouvoirs thermo-électriques de l'argent, de l'or, (b zinc et du cuivre sont à peu prés égaux, et que la seule propriété calorifi^i^

etts métaux qui soit aussi la môme, est leur pouvoir émissif, a supposé que rajoDnement à la surface de jonction était le môme que dans Pair, et que la feeoce des pouvoirs émissifs déterminait le sens et Tintensité du courant, laerait alors, en prenant pour les pouvoirs du fer et de Tor, les nombres 15 12 donnés par Leslie F : F — 26,70 = 15 : 12 ; d'où F = 133,50. Il est ffs facile de trouver pour les autres métaux: A= 107,3; 0 = 106,8; =106,54; C = 105,54; E = 102,26; P=97,5. Les nombres ainsi obtenus correspondent à la température de 20"" et à un coit d'une conductibilité déterminée ; mais leurs rapports sont indépendants ces deux circonstances. En effet, nous avons vu que l'intensité du courant loé par deux métaux, ou la différence d'action F — C, est proportionnelle à température, jusqu'à 50". De plus, l'expérience prouve que cette différence -C est aussi proportionnelle au pouvoir conducteur du circuit. Si donc on ligne par 9 l'intensité pour une température de l'', et pour une conductité du circuit représentée par 1 , on aura, pour la température t et la conduclité c, F — C = ^xct. De môme pour deux autres métaux, on aurait -•? = r Xct; d'où l'on tire (F — C) : (F— P) = ^ : S'. Les rapports re les pouvoirs thermo-électriques sont donc les mômes quel que soit le mit et la température, pourvu que celle-ci ne dépasse pas 50**. Ce résultat té vérifié, en employant un circuit différent, dont les soudures étaient léesà20°.

!emme vérification des principes qui lui ont servi à trouver les pouvoirs rmo-électriques des métaux, M. Becquerel a fait le. calcul qui suit : on sait lorsque la température est la môme dans tous les points d un circuit iposé de plusieurs métaux, le courant définitif est nul. On doit donc trouver somme nulle en ajoutant les nombres qui représentent les intensités des rants produits à chaque soudure, et en affectant du signe -h ceux qui vont Sun sens, et du signe — ceux qui vont en sens opposé. Si, par exemple, ^end un circuit formé de fer, platine, argent, cuivre, fer, on trouve, pour raapérature de 20° :

jP — A = 07,5— 107,3 = — 9,80 I C — F = 105,54— 133,55= —27,96

ibres dont la somme algébrique est nulle.

1489. Expérienees de H. Gaug^aia. — Il nous reste à trouver l'expli- OB des différences qui se remarquent entre les séries thermo- électriques métaux, données par divers expérimentateurs. Nous en trouvons les prinax éléments dans un travail de M. Gaugain ^ Cet habile observateur fixait ix Gis métalliques égaux, aux extrémités du fil du réomètre, les appuyait uur l'autre, en croix, et chauffait l'un d'eux prés du point de jonction, et

' CmpUs-rendus de V Académie des sciences de Paris^ t. XXXVI , p. 612 et 645.

non au point de jonction. Il a reconnu que la direction du courant peut dépoid d un peu d*oxyde formé à la surface de contact, ou môme d*une couche impc ceptible déposée sur les métaux quand on les plonge dans la partie bleue d*B flamme d*alcool , effet qu'il indique en disant que le métal a été carburé. Ain des couples formés d'un fil de zinc décapé, appuyé légèrement sur un fil dV d'argent ou de cuivre, donnent un courant qui ne dépend pas du point où 1* applique la chaleur, et qui va du fil froid au fil chaud par le réomètre. Mj quand la surface de contact a été fortement échauffée, de manière à ce qu'O soit formé un peu d'oxyde de zinc, le courant marche en sens inverse.

Quand les deux fils bien décapés, sont fortement pressés l'un contre l'aatr de manière que l'oxydation ne puisse avoir lieu à la surface de jonction, ( trouve que le sens du courant, toujours indépendant du point échauffé, pei varier avec l'élévation de la température. Ainsi, dans les couples formés avi l'argent uni à l'or, et avec le fer uni à l'or, l'argent ou le cuivre, le courante de l'or à l'argent, ou du fer à l'autre métal par le réomètre, tant que la tenifi rature n'atteint pas le rouge sombre. Au-delà, le sens du courant chang M. Gaugain n'a pas trouvé, comme M. Becquerel, de changement de sensdai les couples or-zinc et argent-zinc, quoiqu'il eût chauffé jusqu'à la fusion ( zinc. Ces expériences ont été faites sur les métaux les plus purs qu'on trov dans le commerce. De petites différences de pureté peuvent déterminer changement de sens du courant, quand les pouvoirs thermo-électriques é métaux en contact diffèrent peu : ce qui explique aussi les différences entre 1 résultats obtenus par divers physiciens.

i488. FILES THERHO-iLBCTBiouBS. — Peu de temps après la découverte i M. Seebeck, Fourier et Œrsted réunirent plusieurs alternatives de barren de deux métaux différents, pour obtenir une plus forte tension, comme di les piles de Volta quand on rassemble plusieurs couples. Ils formèrent d'abo

un circuit polygonal au moyen de tn barreaux de bismuth, alternant av trois barreaux d'antimoine, le disp sèrent horizontalement , et posère une aiguille aimantée, sur une point Fig. 4 4 07. portée par un des barreaux placé dai

le méridien magnétique. Ayant chani une ou plusieurs soudures , ils reconnurent que la déviation de l'aiguille éla d'autant plus grande qu'il y avait plus de soudures échauffées,' en ayant soini ne jamais chauffer deux soudures consécutives. La fig. 1107 représente n autre disposition, avec laquelle ils purent chauffer et refroidir facilement k soudures alternatives ; chaque barreau de bismuth se recourbe et plonge dtf de la glace.

M. Pouillet a imaginé une autre disposition : chaque couple est formé d'i barreau de bismuth en forme de fer à cheval B (fig, 1 108 ) ; à ses extréniitéi sont soudées des bandes de cuivre c, c' qui se relèvent de part et d'autre, (^

TïïIMli

COURANTS THERMO-ELECTRIQUES.

te recourbent pour aller se souder au bismuth des couples suivants. Les souàres s>nronc«nt dans des vases pleins, alternativement, d*eau chaude ou de |hee fondante. Les couples sont fixés à la barre ah, au moyen de laquelle on parties soulever, pour remplir les vases.

Fig. 4 408.

Oo forme encore des piles thermo-électriques au moyen de tiges de fer et

eoiîre soudées alternativement, comme on le voit dans la fig. 1109. Les

idores d'ordre pair sont d'un même côté, et les soudures impaires du côté

foié. On courbe l'ensemble du système de manière à pouvoir plonger toutes

soudures qui sont d'un même côté, dans une même auge. En a est un

nide chaud, et en b de la glace. Les liquides sont tellement peu conducteurs,

irles faibles tensions des courants

rmo-électriques , que l'électricité

passe pas d'un couple à l'autre , à

nrs les liquides des auges.

(Ersted et Fourier avaient reconnu

t l'intensité du courant thermo-

etriqueestproportionnelleau nombre

\ couples en activité , c'est-à-dire

iton chauffe une des soudures. Ce

ndtat , conGrmé depuis , peut se

ifier facilement au moyen de la pile ah(fi(j. 1109) , dont on plonge dans

anges a et 6, un nombre plus ou moins grand de soudures.

Dans cette manière de procéder , le circuit reste toujours le même ; mais

la pile était composée successivement d'un nombre différent de couples ,

rt étant semblable du reste , on trouverait la déviation indépendante du

«nbre de couples : c'est que, ici, comme dans les piles hydro-électriques, les

'tt ne reçoivent que les électricités produites par les couples extrêmes ; les

«pies intermédiaires ne faisant qu'opposer une résistance à la recomposition

* fluides qui se portent aux pôles, et permettant, par conséquent d'obtenir

Fig. 4 4 09.

374 SOURCES d'électricité.

une tension plus grande, quand le circuit extérieur présente des résistaoces vaincre. M. Pouillet, qui a vérifié ces résultats, les a rattachés à deslo remarquables sur la conductibilité, dont nous parlerons plus tard.

Effets des plies thermo-éleetriqnes. — Il résulte de ce qui précèd que ]es piles thermo-électriques , qui dévient si facilement Taiguille aimanti quand le circuit extérieur n*oppose pas de résistance , ne peuvent prodoii d*e(Tets physiques et chimiques, que lorsqu'elles sont composées d'un très gru nombre de couples, ce qui augmente dans une grande proportion la résistaoc intérieure. M. Botto est parvenu à décomposer Teau, au moyen d une pile d 120 couples < : 120 morceaux de platine de | millimètre de diamètre éuia soudés alternativement à 120 fragments de fil de fer de mêmes dimensions Le système était enroulé en hélice autour d'une règle, de grosseur telle qi toutes les soudures paires se trouvaient sur une même ligne droite, tt soudures étaient chauffées au moyen d'une lampe à alcool ayant la longoei de l'hélice. M. Poggendorff acomposé des piles aussi énerjpques, ensubsâ tuant au platine, Yargentan ou packfong, qui est beaucoup moins coûteux.

M. Becquerel a pu décomposer des sels avec un seul couple thermo-éh trique formé de fer et de cuivre ; mais il avait soin de prendre pour électroi plongeant dans la dissolution, des lames du métal même qui entrait daiil base du sel. L'attraction moléculaire exercée par le métal, sur les molécules J même nature entrant dans la composition du sel, favorise alors la décomposi tion. Un couple platine et fer ne peut donner les mêmes résultats, et cepeôdai il dévie l'aiguille aimantée plus que le couple fer et cuivre ; cela tient sans dool à ce qu'il offre moins de résistance intérieure que ce dernier.

i489. II. COURANTS DANS UN CIHCUIT D'UN SEUL MtîAL. — M. Seebcck avi

obtenu des courants thermo-électriques de sens indéterminé, en chaulh simplement un point d'un circuit formé d'un seul métal à structure cristalliM comme le bismuth, l'antimoine. M. Becquerel a pu obtenir des résultai constants, au moyen de métaux homogènes, comme le cuivre, le platine, t faisant en sorte que la chaleur se propageât d'une manière différente de pu et d'autre du point échauffé^. Il prit d'abord un réomètre à fil court e platine, dont il roula en spirale les extrémités ; il chauffa au rouge l'une (k spirales, cl l'appliqua sur l'autre. II obtint ainsi un courant allant de la spiral froide à la chaude par le réomètre. La spirale chaude prend donc le floi' négatif. Des spirales d'argent donnent le même résultat. 11 en est de même cuivre, mais il faut que la spirale chaude soit légèrement oxydée. Une cooch très mince de mercure, d'étain, d'or ou d'argent pur, produit le même elfe que l'oxydation.

Si l'on se contente d'accrocher l'un à l'autre, en n (figAMO), deux fils* cuivre, de laiton ou d^acier, et qu'on chauffe l'un d'eux auprès du point i^

i BibL unir, de Genève (Sciences et arls). t. LI (1832), p. 337. 2 Annales de chimie cl de physiqw, 2<^ série, t. XXIII, p. 139.

COCHANTS THERMO-ÉLECTRIQUES. 375

joBdioo, on obtient encore un courant quand il s*est formé un peu d*oxyde; ce mnni va du fil froid au fil chaud par le réométre. Si Ton rapproche peu à peu a Samme du point de jonction, et qu*on le dépasse, le courant s^affaiblit, lerient nul et reparaît en sens contraire. Ce courant n*est pas dû, du moins tttièreaient, à l'action chimique qui produit Toxydation ; car, avec les métaux ris oxydables, comme Tantimoine, le zinc, le fer, le courant va de la partie kudeàla partie froide par le réométre, tandis leFaction chimique donnerait le fluide négatif Il partie chaude, qui s*oxydeleplus.

Le platine ne donne pas de courant dans les lémes conditions; c'est que sa surface ne uydant pas au point de jonction , la chaleur ^NTouve pas de difficulté à le franchir. Mais Fig. ii40.

ipeut obtenir un courant avec un fil continu

! platine mis en relation avec un réométre, en contournant en hélice une portion ICC fil, 0 (fig. i\iO), ei chauffant à côté. Le courant va de Thélice au point anffé, par le réométre. M. Magnus a cru pouvoir expliquer ce résultat par le différence de structure dans la partie contournée du fil de platine ; mais . Gaugain ayant montré que le courant ne se manifeste qu'autant que les piis l'hélice sont appuyés les uns sur les autres, on ne peut admettre cette piication. On obtient encore un courant, en réunissant les extrémités de ox fils de platine de grosseur différente, et chauiïant auprès du point de iction.

On peut obtenir des courants thermo-électriques au moyen de substances 0 métalliques : Nobili ayant attaché deux cylindres d'argile au fil d'un xnétre, obtint un courant, en appuyant la base rougie de l'un d'eux, sur la se de l'autre. M. Matteucci a obtenu un résultat analogue avec des cylindres charbon, dont un était échauffé, mais pas assez pour s'allumer. H. Becquerel a encore obtenu des courants thermo-électriques avec des fils platine séparés l'un de l'autre, et mis en communication par la flamme idoctrice qui les échauffait ^ Nous avons vu, à la vérité, que la combustion s gaz produit de l'électricité (1445); mais on peut opérer de manière à jgner l'influence de cette cause : on plonge un fil de platine terminé en irale, dans l'alcool d'une lampe allumée, et une antre spirale, transversalement Ds la flamme, de manière qu'elle en traverse toutes les couches, qui sont, nme nous savons, électrisées différemment. On obtient alors un courant qui , par le réométre qui réunit les deux fils, de la spirale froide à celle qui se Hwe dans la flamme. Pour prouver encore mieux l'origine thermique de ce nrant, M. Becquerel porte à 0° la spirale qui plonge dans l'alcool, en enlou- Atla lampe de glace fondante, et il remplace la spirale de la flamme par un ititTase en platine rempli de glace. Tant que la glace n'est pas entièrement

* Amui/es de chimie el de j>hysiqut, 3<^ série, t. XLII, p. 406.

376 SOURCES D*ÉLECTRIGITÉ.

fondue, il n*y a pas de courant, parce que les deux fils sont i la même tem^ rature.

M. Gaugaina étudié les courants thermo-électriques produits par unsed métal, en employanf la méthode que nous avons indiquée ci-dessus (1487). Il a reconnu des changements dans le sens du courant quand le métal étaitoxjdé ou carburé à la surface de contact.

i490. Influence de In straetnre. — On peut encore obtenir des courants dans un fil continu, quand sa structure est différente dans deux partia de sa longueur , par exemple quand une partie est écroule et l'autre recoite. Ainsi , M. Sturgeon a constaté, qu'un barreau d'acier mis en rapport a?ec un réométre, et dont Tune des extrémités seulement est trempée, donne vi courant qui va de la partie douce à la partie dure, par le réométre, quand m le chauffe au milieu. Le cuivre donne un résultat analogue , mais le coorait va dans le sens opposé. M. Mousson a observé beaucoup de faits de cette nature.

M. Magnus a répété et varié ces expériences '. Il a constaté qu'un fil écron par la filière, puis recuit dans une partie de sa longueur, à laquelle on applique la chaleur, donne un courant quand ses extrémités sont réunies par un réométre. On peut encore opérer avec un fil entièrement recuit, dont on écrouit une partie avec le marteau. Pour que la chaleur ne modifiât pas l'état de structure du fil, la température n'était portée qu'à 100"" ; le fil était tendu dans un tube de verre horizontal traversant un vase en fer-blanc rempli d'eau bouillante. Les exlr^ mités du tube étaient fermées par des tampons de coton. M. Magnus a trouTé, avec cet appareil, que le courant va, par le réométre, de la partie écrouie à la partie recuite, dans des fils de laiton, argent; acier y cadmium, cuivre, or, platine ; et de la partie recuite à la partie écrouie, avec des fils à'argeniw , zinc, étain, fer. Les métaux les premiers inscrits dans les deux séries, donnent les courants les plus intenses.

Pour augmenter l'intensité du courant, M. Magnus prend un long fil dont il écrouit des portions égales séparées par des intervalles de même longueur. Il enroule ce fil sur un châssis, de manière que les points de séparation des parties recuites et; des parties écroules soient alternativement de deux côtés opposés, et il chaufl'e tous les points qui sont d'un même côté. Il forme ainsi une espèce de pile thermo-électrique, disposée d'une manière analogue à ceDe de M. Botto (1488). M. Magnus a aussi fait beaucoup d'expériences sur des fils identiques appuyés l'un sur l'autre après avoir été portés à des températures ditférentcs. Il a remarqué que le courant change quelquefois de sens peu d'instants après le contact, ce qui peut servir à expliquer le désaccord entre certaines observations faites par divers physiciens.

i49f. De In cnnse des conrnnts thermo-éleetrlqnes. — Pourexpli* quer la formation des courants thermo-électriques, M. Becquerel admet en

» Anm\e$ de chimie ei de physique, 3« série, t. XXXIV, p. 4 05.

friieipe que la propagation de la chaleur dans un conducteur, est accompagnée îoo mouvement d'électricité. Si tout est semblable de part et d'autre du point ttioffé, onti deux courants contraires et égaux qui s'entre-détruisent; mais si existe des circonstances qui modifient la propagation delà chaleur d'un cMé plutôt que de l'autre, l'un des courants l'emporte sur l'autre, et peut être reconnu. Or, c'est ce qui a lieu quand on réunit deux métaux différents ; quand ilja solution de continuité ; ou différence de structure, comme dans les nébux à structure cristalline. L'inégalité dans l'arrangement des molécules est surtout nécessaire, comme le fait remarquer M. de La Rive, et cette «finioD est corroborée par l'expérience suivante de M. Magnus : ayant fait «docir sur le tour, un cylindre de cuivre dans sa partie moyenne, il n'obtint aenn courant quand il échauffait un point où avait lieu le changement de dniètre , quoique la chaleur dût se propager inégalement de part et d'autre dece point.

Il résulte de là que les liquides, qui n'ont pas de structure, ne doivent pas tenerde courant thermo-électrique; c'est, en effet, ce qui résulte des expé-

Fig. 4414.

rieoces de M. Matteucci et de M. Magnus. Le premier ' prenait trois capsules pkioes de mercure, dont les deux extrêmes étaient mises en relation avec un Hnnétre au moyen de fils de platine , et avec la capsule du milieu , au moyen 4 siphons de verre pleins de mercure. Ayant enlevé un des siphons, il chaufitit la capsule moyenne, et replaçait le siphon de manière à mettre en contact k mercure froid qu'il contenait, avec le mercure chaud de la capsule; il n'obser- ^pas de courant. Il est arrivé au même résultat négatif, en opérant avec iffàx portions de bismuth, fondues et portées à des températures différentes. Cqiendant, le bismuth est meilleur conducteur à l'état liquide qu'à l'état solide.

M. Magnus a confirmé ainsi les résultats obtenus sur le mercure^ : ce liquide •si renfermé dans deux systèmes de tubes en verre AC, BD (fiy. llii) ; en Aet B, aboutissent les fils de platine d'un réomètre. Après avoir chauffé le ttercnre de l'entonnoir C, on y plonge l'extrémité du tube D; ou bien on chauffe l'extrémité D et on la plonge en C dans le mercure froid. Dans les deux cas, ^n'observe pas de courant. Cependant M. Vorsselman de Heer et Peltier ^enl observé des courants thermo-électriques avec le mercure ; mais cela

* ^ihl. univ. de Genète (Nouvelle série), t. XII, p. 24 4, et XIII, p. 499. ^ Annales de chimie et de jthysique, S^» série, t. XXXIV, p. 4 05.

378 SOURCES D*ÉLEGTRiaTÉ.

tient sans doute à ce qu'ils n'évitaient pas complètement le contact du i chaud avec Tun des fils du réomètre. Or, M. Matteucci a reconnu qu'il sof qu'un de ces fils soit plus chaud que l'autre, pour obtenir un courant allant! l'extrémité chaude à la froide.

f 492. Cooranta dAM» les méCaox eristAlllas. — M. Seebeck in obtenu des courants en chauffant simplement un point d'un circuit composé d'à seul métal à structure cristalline (1489). Ces courants se conçoivent facilemeir d'après ce qui précède, et l'on comprend aussi pourquoi le sens en est indétei miné; car il dépend de l'arrangement accidentel des rudiments de cristaux, i part et d'autre du point échaufl'é.

H. Yelin, et plus tard M. Sturgeou, ont obtenu de ces courants, enéchaoibi

un point de masses cristallines isolées'. M. Yelin plaçait au-dessous d'u

petite aiguille aimantée subpendue par un fil d'araignée, un barreau debisiMl

dont une extrémité avait été chaufiiée. Quand la partie chaude était du côtéi

sud et au-dessous de l'aiguille, son pôle nord était dévié à l'est; il était dévié

l'ouest quand la partie froide se trouvait au-dessous de l'aiguille. Quand