ÉLECTROMÈTRE ABSOLU
Le plateau inférieur peut être mis en communication avec les corps qu’il s’agit d’étudier, ou plus exactement on le met successivement en communication avec les deux corps dont on veut déterminer la différence de potentiel. Voici comment on opère.
Le plateau C est amené au potentiel O ainsi que le disque et l’anneau de garde en les mettant en communication avec la terre; on amène alors le disque un peu au dessus de l’anneau de garde, et on mesure cette distance. On sait donc quelle sera la tension du ressort quand le disque sera ramené dans le plan de l’anneau de garde, et par suite quelle est la force correspondante f. Le disque et l’anneau de garde sont amenés à un état électrique invariable, comme nous l’avons dit : on met alors le plateau G en communication successivement avec les deux corps dont les potentiels sont V^t V2 et, chaque fois, on ramène le disque dans le plan de l’anneau de garde, ce qui tend le ressort de la même quantité dans les deux cas. Pour arriver à ce résultat, il a fallu déplacer plus ou moins le plateau G à l’aide de la vis micrométrique; si on a mesuré le déplacement pour passer d’une position à l’autre, on a la formule :
dans laquelle n est le rapport de la circonférence au diamètre et S la surface du disque mobile.
Si d et S sont mesurées en centimètres carrés et F en unités de force (dyne), la valeur V, — V2 sera donnée en unités absolues L
304. - — Divers détails doivent être indiqués pour faire comprendre le fonctionnement de cet important appareil.
1. Si V est le potentiel constant du disque et de l’anneau de garde et si le corps de potentiel V, est mis en communication avec le plateau C, on démontre que l’on a la relation suivante, au moment de l’équilibre :
si Di est la distance qui sépare les deux plans. Dans l’autre position d’équilibre, la force F restant la même, on a aussi :
D’où, en retranchant et remarquant que D2 — Di = d est le déplacement du plateau C, il vient enfin :
V, - v2 = d y'jEL.
Le disque mobile très léger, en aluminium, est suspendu non à un ressort à boudin, mais à trois ressorts de forme analogue aux ressorts de voiture et très doux. Pour l’amener constamment à une position invariable, on emploie un dispositif que l’on rencontre assez fréquemment : ce disque porte, à l’aide d’une tige bifurquée, un cheveu tendu qui se déplace devant une pièce verticale fixe sur laquelle sont tracés deux points noirs très voisins; le disque est à la position qu’il doit occuper quand le cheveu est exactement entre les deux points. Une lentille placée devant ce système et fonctionnant comme loupe permet de s’assurer aisément si cette condition estremplie.
La graduation du ressort est faite directement en chargeant le disque d’un poids connu et notant de combien il faut déplacer la vis micrométrique EF pour ramener le disque à sa position normale.
Pour maintenir l’anneau de garde et le disque A à un potentiel invariable, on les met en communication avec un condensateur. Ce
condensateur est formé par le tambour en verre même dans lequel est renfermé l’appareil et sur les deux faces duquel sont collées des feuilles d’étain; on a pratiqué des ouvertures dans ces feuilles, de manière à permettre de voiries pièces situées à l’intérieur. Il faut pouvoir vérifier que ce condensateur reste chargé au même potentiel, et M faut pouvoir le ramener à ce potentiel s’il s’en était écarté.
Pour vérifier la constance, Sir William Thomson emploie ce qu’il nomme une jauge ou électromètre idiostatique ; c’est un électromètre basé sur le mèmè principe que l’électromètre absolu luimême : une pièce métallique mobile dans une ouverture pratiquée dans une plaque de garde est mise en présence d’une lame parallèle ; l’attraction qui se produit lorsque les deux lames sont électrisées contrairement est fonction de leur distance. On l’équilibre par un
DÉTERMINATION DE L’OHM.
contrepoids : à cet effet, la pièce mobile porte un bras long et léger qui est fixé à un fil métallique tendu transversalement : la rotation se fait autour de ce fil qui, se trouvant légèrement tordu, par le fait même tend à ramener le fléau à sa position d’équilibre ; en outre, c’est par ce fil que le disque mobile reçoit une charge électrique. Ce disque mobile doit toujours être maintenu dans le plan de l’anneau de garde, ce dont on s’assure par le système cheveu et points, le cheveu étant fixé à l’extrémité du fléau qui fait contrepoids.
Dans chaque expérience, le cheveu doit être maintenu invariablement entre les points sans faire varier la distance du plateau attractif parallèle. S’il survient un déplacement du cheveu manifestant une variation dans la charge, on reproduit celle-ci à l’aide du rechargeur (replenisher) que nous décrirons plus loin, jusqu’à ce que le cheveu soit revenu entre les index.
La capacité du tambour condensateur dans lequel sont renfermés les divers organes que nous venons de décrire est absolument desséchée par de la pierre ponce imbibée d’acide sulfurique.
305. Mesure absolue d’une résistance. Détermination de l’Oiim. — Avant l’adoption des unités BA et des unités pratiques correspondantes, divers physiciens avaient fait usage d’étalons diversement définis : l’un des plus répandus pour la résistance était l’unité Siemens, résistance d’une colonne de mercure de 1 millimètre carré de section et de 1 mètre de longueur à la température de 0°.
Pour arriver à définir les unités BA expérimentalement , il ne pouvait être question que des unités pratiques, et il suffisait d’évaluer en ohms la résistance d’un conducteur parfaitement déterminé, par exemple d’un étalon représentant la valeur de l’unité Siemens.
Des méthodes diverses ont été proposées; nous décrirons seulement le procédé employé par la commission de la « British Association » et qui avait été indiqué par Sir William Thomson. Il consiste à faire tourner un conducteur circulaire autour d’un axe vertical : sous l’influence de l’action magnétique terrestre ce conducteur est traversé par un courant dont le sens est déterminé par la loi d’Ampère. Par rapport à des points fixes sur ce conducteur, le courant change de sens deux fois pour chaque révolution, à l’instant où le plan du conducteur passe dans le plan du méridien magnétique. Mais on peut se placer à un autre point de vue et dire que le courant a un sens qui reste invariable pour la partie du conducteur qui est à l’est du plan du méridien magnétique, de môme
que dans la partie qui est à l’ouest le sens du courant reste aussi invariable et est inverse du précédent.
Si alors, au centre du conducteur mobile, on place une aiguille aimantée, celle-ci sera déviée et, par une vitesse de rotation déterminée, prendra une position fixe d’équilibre.
Il existe une relation entre le nombre de tours effectués par le conducteur en une seconde et la résistance : on peut concevoir que ni l’intensité du magnétisme terrestre, ni celle de l’aiguille n’interviennent, en remarquant que chacune de ces quantités entre deux fois et disparaît en prenant un rapport : l’intensité du magnétisme terrestre, d’une part, dans la valeur de la force directrice de l’aiguille et dans l’intensité du courant produit ; le magnétisme terrestre, d’autre part, dans la valeur de la force directrice de l’aiguille et dans la force exercée par le courant sur cette aiguille l.
En réalité l’expérience présente des difficultés et il faut introduire de nombreuses corrections dans les calculs. D’autres méthodes ont été proposées; mais malgré la réunion d’une commission internationale spéciale (octobre 1882), on n’a pas encore décidé celle à laquelle il convient de s’arrêter pour obtenir la plus grande approximation. Il nous suffit donc d’avoir indiqué la possibilité d’effectuer la détermination de l’imité absolue de résistance.
306. Étalon de résistance. — Après avoir déterminé en valeur absolue la résistance des étalons qui avaient été employés auparavant, la « British Association » décida de construire un étalon représentant aussi exactement que possible la nouvelle unité adoptée, l’ohm. La commission chargée de ce travail chercha d’abord quelle devait être la substance employée : elle rejeta le mercure et décida que l’étalon serait constitué par une substance solide. Des expériences spéciales conduisirent à adopter le maillechort (argent
1 . On démontre par le calcul que si L est la longueur du conducteur dont [{ représente la résistance, r le rayon du cercle autour duquel il est enroulé, Via vitesse de rotation, ml le moment magnétique de l’aiguille, H l’intensité du champ magnétique et é' la déviation de l’aiguille, le moment du couple qui agit L2VH
sur l’aiguille est ml cos Le moment du couple dû à l’action du magné-
tisme terrestre- sur la même aiguille sera H ml sin c>'; à cause de l’équilibre, il doit y avoir égalité entre les moments de ces deux couples, on a donc :
équation d’où, l’on déduit U lorsque l’on connaît les autres quantités : L et r sont des données relatives à l’appareil employé, V et «51 sont des nombres résultant de l’expérience. On peut donc calculer II.
