Influence électrique. — Nous devons maintenant revenir

1. Soit R le rayon d’une sphère, e la quantité d’électricité qu’elle contient et

avec quelques détails sur l’influence électrique ; comme nous l’avons déjà indiqué, il ne s’agit pas là d’un phénomène spécial, mais d’un cas particulier d’équilibre électrique, de distribution électrique.

Considérons un corps conducteur isolé BC (fig. 31) et soit A un point matériel électrisé, positivementpar exemple, que l’on approche à une certaine distance. La présence de ce point troublera l’équilibre qui existait, et si l’on considère une molécule m d’électricité dans le conducteur BC, on voit qu’elle sera soumise à une force répulsive qui, au début de l’action, existant seule repoussera m vers la partie C; de telle sorte que cette partie C sera électrisée positivement, c’est-à-dire semblablement à A; tandis qu’en B d’où l’électricité sera repoussée il y aura déficit, et par suite charge négative, opposée à celle qui existe sur A. Mais l’existence de ces charges fait naître de nouvelles forces appliquées à chaque molécule m , forces répulsives

Fig. 31.

émanées de C, attractives émanées de B, les unes et les autres opposées à l’action exercée par A; de telle sorte qu’à un certain moment il y aura égalité entre les forces agissant dans un sens et celles qui agissent dans l’autre ; à cet instant, un nouvel équilibre électrique sera établi. Si la charge de A disparaît, les forces émanées de B et de G sont seules à agir et, détruisant l’effet exercé par A, ramènent le corps à l’équilibre primitif.

Si le corps BC (fig. 32) est en communication avecle sol, l’effet exercé par A sera le même et les molécules électriques telles que m seront repoussées dans le réservoir commun, ce qui établira B dans un

qui, au point de vue des attractions et répulsions sur les corps extérieurs, agit comme si elle était condensée au centre, et soit x la distance de ce centre au point où

est le corps chargé de l’unité d’électricité : la force qui agit est et Ie travail élémentaire Le travail total T sera donné par l’intégrale

le travail qu’il aurait fallu communiquer est — , ce qui est bien la valeur du potentiel Y.

état électrique contraire à A. Mais alors l’action exercée par B, opposée à celle de A, et croissant en même temps qu’augmente la charge de B, parviendra à faire équilibre à celle de A. Dans ce

Fig. 32.

cas, la charge de B devra être plus forte que celle qui existait dans le premier cas : car dans ce premier cas, Faction de G venait s’ajouter à celle de B pour contre-balancer A ; ici, la charge + repoussée dans le réservoir commun est sans action sur les molécules m et dès lors, pour l’équilibre, la charge de B devra être augmentée.

67. — La question est moins simple si l’on a en A, non pas un point influent, maisun corps déformé etde dimension quelconques : lorsque par suite de l’influence il y aura deux charges contraires enBetC,ces charges agiront sur l’électricité de A, et amèneront une nouvelle distribution, ce qui produira un changement correspondant dans BG; il y aura donc influence réciproque. On comprend facilement que le résultat sera d’augmenter la grandeur de la charge sur la partie de A voisine du corps BG, en même temps que dans ce corps l’effet général d’influence se produira.

Si l’on place un second conducteur isolé B'C' à la suite du premier, il subira également un effet d’influence analogue à celui signalé pour BG : il y aura en B' une charge opposée à celle de A, et en G' une chargesemblable.il faut comprendre que cette influence ne dépend pas seulement de la charge accumulée en C, bien que l’action de celle-ci soit prépondérante, mais qu’il faut tenir compte des actions multiples exercées sur une molécule quelconque, à savoir les forces répulsives émanées de A et de G, qui agissent dans un sens, et les forces attractives émanées de B et B', et la force, répulsive émanée de C',qui agissent dans un sens opposé.

Naturellement aussi il y a réaction sur les corps influents, et la distribution de A et de BG change par suite de la présence du conducteur B'C'.

68. Influence électrique au point de vue de la quantité. — Faraday adémontréque la quantité d’électricité influencée est égale à la quantité influençante, à la condition de tenir compte de tous les corps qui sont réellement influencés. On peut démontrer qu’il en '-st ainsi par l’expérience suivante.

Un cylindre métallique creux AB (fig. 33), monté sur un support isolant, communique par un conducteur métallique avec une tige conductrice portant deux minces feuilles d’or C,D placées sous une cloche de verre (électroscope). On électrise une sphère M, positivement par exemple, et, la tenant par un filisolant, onl’introduitdansle cylindre : immédiatement les feuilles d’or divergent et de plus en plus, au fur et à mesure que la boule est enfoncée davantage. On touche alors l’électroscope avec le doigt : les feuilles d’or retombent ; le système est cependant électrisé, car si on enlève la boule, les feuilles d’or s’écartent de nouveau. Mais si, au contraire, on met en contact la boule électrisée positivement et le cylindre, négatif par influence, les feuilles d’or électrisées restent dans la verticale, ce qui prouve que l’équilibre électrique s’est produit et qu’il y avait égalité entre les quantités d’électricité enjeu dans cette expérience.

Faraday a répété cette expérience en prenant quatre cylindres creux emboités l’un dans l’autre et reposant sur des matières isolantes. En introduisant une sphère électrisée dans le cylindre intérieur, les feuilles de l’électroscope divergent, et si la charge de la sphère est la même que dans le cas précédent, la divergence des feuilles d’or sera aussi la même : l’influence s’est fait sentir à travers les autres cylindres, écrans métalliques isolés. On touche l’électroscope avec le doigt, les feuilles retombent, bien que le cylindre extérieur reste électrisé. Si l’on vient à toucher ce cylindre avec la sphère , les feuilles d’or restent verticales : la quantité d’électricité influencée sur le cylindre extérieur était donc égale à la quantité d’électricité influençante.

Il résulte de là que, dans les cas ordinaires (fig. 32), la charge

électrique du corps influencé est moindre que celle du corps influençant, car il faut pour retrouver une charge égale à celle-ci tenir compte de l’influence produite sur tous les corps voisins.

69 . Les écrans électriques . — Examinons ce qui se passe lorsque l’on interpose, entre un corps électrisé A (fig. 34) et un corps C, qui est influencé par A, un conducteur métallique B de peu d’épaisseur. L’expérience prouve que si celui-ci est isolé, cette interposition ne produit aucun effet appréciable; mais que si, au contraire, cette lame conductrice (qui peut n’être pas continue, mais être constituée par une toile métallique) est en communication avec le sol, tout effet d’influence cesse de se manifester sur le corps G.

Il est facile d’expliquer ces effets : dans le premier cas (fig. 34), les deux faces du conducteur sont électrisées par influence et contrairement, les quantités d’électricité étant égales. En réalité, le corps G sera soumis à trois actions : celle de A (car il n’y a pas de raison de supposer à priori que les actions électriques ne puissent agir à travers les métaux), puis celles des deux faces de B. Gesdeux dernières

sont de sens contraires et de plus elles sont sensiblement égales, car elles correspondent à des quantités égales agissant à des distances très peu différentes : ces deux actions se détruisent donc à peu près et tout se passe comme s’il n’y avait que le corps A, agissant seul.

Il n’en est plus de même si le conducteur B (fig. 35) est en communication avec le sol : alors il sera chargé, contrairement à A, d’une quantité d’électricité moindre que celle de A (68). Le corps G sera alors soumis à deux actions seulement, actions contraires évidemment; de plus, celle qui est produite par A correspond à une plus grande quantité, mais à une plus grande distance, que celle qui est produite par B, et l’on comprend qu’il puisse y avoir compensation, comme l’expérience prouve que cela est effectivement.

Ce fait explique pourquoi il convient de placer sous une cloche en toile métallique et communiquant avec le sol les appareils délicats, électroscope, etc., qui se trouvent dans le voisinage d’appareils fortement électrisés qui pourraient, même à grande distance, agir sur l’électroscope.

Fig. 35.

70. Influence dans le cas de corps électrisés. — Un corps électrisé isolé présente à sa surface une certaine distribution de l’électricité qui répond à un équilibre en vertu duquel, en chaque point, comme nous l’avons dit, la résultante des actions électriques émanées des autres points est nulle ou normale à la surface. La présence d’un corps électrisé voisin devra, comme dans le cas où le corps influencé est neutre, modifier la grandeur et la direction des forces, de telle sorte que l’état électrique précédent ne peut pas subsister et doit être remplacé par un autre qui se modifiera de nouveau si les forces élémentaires varient, ce qui arrivera lorsque l’on approchera le corps influençant.

Il est facile dans tous les cas de se rendre compte de ce qui doit arriver, en remarquant que l’on peut imaginer que la distribution définitive soit telle que, en chaque point, la quantité d’électricité

soit la somme algébrique de la quantité d’électricité qui existait primitivement et de celle qui se manifesterait en ce point si le corps non électrisé était soumis à l’influence du corps électrisé voisin.

Soit par exemple un corps, auquel nous supposerons la forme la plus simple d’une ligne droite AB(fig. 36), électrisé positivement et dont la distribution serait représentée parla ligne ponctuée acb. Sous l’influence du corps M, électrisé aussi positivement, ce corps subirait une influence qui amènerait une distribution représentée par la ligne ponctuée a'c'b' s’il avait été primitivement à l’état neutre. L’influence effective sera représentée par la ligne pleine a |3, telle que chacune de ses ordonnées soit la somme algébrique des ordonnées des deux courbes précédentes. Dans le premier cas de la figure 36, l’effet produit sera d’abord seulement une modification dans la distribution

de l’électrisation qui restera positive partout. Mais si le corps influençant se rapproche, la courbe a'c'b' aura ses ordonnées de plus en plus grandes en valeur numérique. Pour une distance convenable, on arrivera à ne trouver en A aucune trace d’électrisation, tandis qu’en B celle-ci, toujours positive, aura augmenté. Enfin si le corps influençant se rapproche encore, le corps se trouvera électrisé négativement en A, tandis que, en B, il sera électrisé positivement mais d’une manière plus intense.

J1 va sans dire queles effets produits seraient exactement inverses si le corps influençant était électrisé contrairement au corps influencé. C’est ce qu’indique la figure 37, sans qu’il soit nécessaire de répéter les explications précédentes.

71. Influence dans les attractions et répulsions électriques. — Lorsque nous avons signalé les attractions et les répulsions qui se manifestent entre les corps électrisés, nous avons admis que ces corps étaient réduits à des dimensions négligeables, de telle sorte que l’on ne pouvait y observer des modifications de distribution électrique comme il s’en manifeste par suite de l’influence. Il faut maintenant tenir compte des effets de ce genre qui peuvent se produire dans le cas de corps de dimensions finies, et cela nous expliquera le fait primordial de l’attraction des corps légers par les corps électrisés.

Soient C un corps électrisé, positivement par exemple, et AB un corps à l’état neutre que nous supposerons suspendu par un fil conducteur : AB subira finfluence de G et, par suite (44), s’électrisera négativement. Il y aura donc attraction comme cela arrive entre les corps électrisés contrairement.

Si, au contraire, le corps AB (fig. 38) est supporté par un fil isolant, finfluence aura pour effet de modifier la répartition de l’électricité; dans ce cas, la partie B la plus rapprochée de G perdra de l’électricité, sera électrisée négativement, tandis que la partie A la plus éloignée en gagnera, sera électrisée positivement. Les quantités d’électricité mises en jeu seront les mêmes de part et d’autre; seu-

lement, les distances étant différentes, l’action attractive correspondant à une distance moindre sera plus considérable que l’action répulsive : la résultante observée sera donc attractive. Il importe de remarquer que l’attraction sera moins forte dans ce cas que dans le cas précédent, puisqu’elle sera contre-balancée par une force répulsive qui n’existait pas lorsque le corps AB était porté par un corps conducteur.

72. — Les résultats pourront être différents si le corps isolé AB est primitivement électrisé. Supposons d’abord qu’il soit électrisé contrairement à C : d’après ce que nous avons dit (70), l’influence aura pour effet de changer la distribution électrique, mais à toutes les distances le résultat de cette influence sera que la partie voisine B sera plus électrisée que la partie opposée ; il y aura donc attraction dans tous les cas, parce que la quantité d’électricité qui agit en B est plus grande que celle qui agit en A et parce que cette dernière est à une plus grande distance.

Supposons maintenant que AB soit électrisé de la même manière que G : alors il y aura toujours plus d’électricité sur la partie la plus éloignée A que sur la partie la plus rapprochée B, soit que celle-ci soit simplement amenée à l’état neutre, soit qu’elle contienne moins d’électricité que celle qui correspondrait à cet état neutre; les quantités d’électricité qui agissent sont inégales et placées à des distances inégales aussi et de telle façon que la plus considérable est la plus éloignée. On comprend donc que, dans de certaines conditions, il y ait égalité d’action, par conséquent équilibre ; c’està-dire que pour une certaine distance entre AB et C il n’y aura ni attraction ni répulsion; si la distance est plus grande, l’action

répulsive l’emporte, tandis que, au contraire, il se produit une attraction si la distance est moindre.

Il résulte de là que si l’on veut étudier l’action d’un corps électrisé sur un corps électrisé, il importe d’opérer en agissant d’abord à grande distance et rapprochant peu à peu : si l’on approchait trop près, en effet, le dernier cas que nous venons d’indiquer pourrait donner lieu à une méprise, en montrant une attraction tandis que l’on aurait dû voir une répulsion. Cette précaution doit être prise soigneusement même dans les expériences faites à l’aide du pendule électrique, car, malgré ses faibles dimensions, la balle de sureau n’est pas un point matériel.

73. Étincelle électrique. — Lorsque l’on approche l’un de l’autre deux corps électrisés contrairement, la distribution se modifie continûment à mesure que la distance diminue, de telle sorte qu’il y a pour ainsi dire concentration de l’électrisation dans les points les plus voisins; de plus, à cause de la diminution de la distance, les forces attractives augmentent et, par suite aussi, ce que nous avons appelé la tension électrique. Il arrive un moment où celle-ci est assez forte pour vaincre larésistance opposée par la couche d’air interposée ou par toute autre substance isolante : l’électricité se porte alors brusquement d’un corps sur l’autre de manière à rétablir l’équilibre , en donnant naissance à ce que l’on appelle Y étincelle électrique , dont nous étudierons plus loin les effets.

L’étincelle se produit encore entre un corps électrisé et un corps à l’état neutre; le phénomène est encore le même, en réalité, et il y a toujours en présence deux parties électrisées contrairement, puisque la simple approche du corps électrisé aura, par influence, causé une électrisation contraire dans le corps non électrisé.

Si les deux corps mis en présence sont chargés contrairement de la même quantité d’électricité, après l’étincelle, ils sont l’un et l’autre ramenés à l’état neutre; s’il s’agit d’un corps neutre isolé et d’un corps électrisé, après l’étincelle on trouve le corps électrisé rapproché de l’état neutre et le corps qui était neutre chargé semblablement au corps électrisé : non pas que l’électricité de celui-ci se soit transportée sur l’autre, mais parce que la neutralisation réciproque des parties. voisines a laissé isolée sur le conducteur l’électrisation semblable à celle du corps influençant, laquelle se répartit alors dans tout le corps.

Il va sans dire que si le corps neutre est en communication avec la terre, après l’étincelle on ne trouve plus d’électricité ni sur l’un ni sur l’autre corps.

Les résultats sont complexes si les deux corps sont chargés l’un et l’autre, mais non pas également, et contrairement.

74. — D’une manière générale on peut dire que, pour une charge donnée, la distance à laquelle peut éclater l’étincelle augmente quand la pression de l’air décroît, au moins jusqu’à une certaine valeur, à partir de laquelle cette distance diminue. L’expérience semble montrer que dans le vide le plus absolu que nous puissions obtenir l’étincelle ne se produit pas : mais la question est complexe et peut être interprétée diversement (Edlund).

Les effets que l’on observe dans les circonstances ordinaires ne paraissent pas toujours conformes aux résultats généraux que nous venons d’indiquer; mais cela tient à ce que l’atmosphère contient toujours une certaine quantité d’humidité; la vapeur d’eau étant un bon conducteur, on comprend que les conditions de la décharge se trouvent complètement changées et que l’étincelle puisse se produire à une plus grande distance.

La décharge ne donne pas toujours lieu aux mêmes effets : Faraday les a classés en étincelles , aigrettes , lueurs , décharges obscures . Nous reviendrons ultérieurement sur ces divers phénomènes.

75. Influence dans le cas de corps terminés en pointe. — L’influence se manifeste dans les corps terminés en pointe comme dans tous les autres conducteurs, seulement les effets sont différents à cause de la propriété que possèdent les pointes de rétablir l’équilibre électrique.

Fig. 39.

Supposons qu’une pointe conductrice À (fig. 39), mise en communication avec le sol, soit placée en face d’un corps électrisé B; au bout de quelques instants, ce corps sera déchargé sans qu’il y ait eu étincelle à proprement parler. L’influence aura produit sur la pointe une électrisation contraire à celle du corps, mais, par suite de l’augmentation de tension, l’équilibre se sera produit peu à peu, sans que jamais la quantité d’électricité existant à un même instant sur cette

pointe ait pu donner lieu à une étincelle. Mais le passage de l’électricité est manifeste et, dans l’obscurité, la pointe est surmontée d’une aigrette, d’une lueur.

L’effet peut se continuer si au lieu d’opérer sur un corps électrisé on place la pointe en face d’une machine électrique; on reconnaîtra d’ailleurs que pendant que la pointe sera dirigée vers la machine, celle-ci ne pourra pas se charger.

Si en face d’un corps électrisé, on place un conducteur isolé et muni d’une pointe, on verra que, comme précédemment, le corps électrisé sera ramené à l’état neutre et qu’il n’y aura sur le corps influencé que des marques d’une électrisation contraire à celle du corps : le fait s’explique trop simplement pour qu’il soit nécessaire d’insister. Il importe seulement de remarquer que cette électrisation ne pourra pas subsister, car lorsque le corps influençant aura été déchargé, il se produira une nouvelle distribution électrique dans le corps influencé et l’équilibre électrique se produira rapidement, l’effet de la pointe se manifestant de nouveau. Pour qu’il n’en soit pas ainsi, il faut ou que l’on enlève la pointe après que le premier effet aura été produit, ou quel’onYecharge constamment le corps influençant à mesure qu’il est déchargé par l’action delà pointe.

76. Électroscope a feuilles d’or. — Le pendule électrique est insuffisant lorsqu’il faut étudier des actions électriques de peu

d’intensité; on a alors recours aux électroscopes et spécialement à l’électroscope à feuilles d’or. Il consiste essentiellement (fig. 40) en une tige métallique terminée à sa partie supérieure par une boule A, et supportant à son extrémité inférieure B deux minces feuilles d’or c et d de quelques millimètres de largeur. La tige traverse la tubulure d’une cloche en verre, à l’intérieur de laquelle se trouvent ainsi suspendues les feuilles d’or : toutes les précautions sont prises pour que la cloche soit sèche ainsi que l’air qu’elle contient, afin qu’il n’y ait pas de perte d’électricité, ou le moins possible.

Il est facile de concevoir comment l’électroscope permet de reconnaître si un Gorps est électrisé et quelle est la nature de son électrisation.

Fig. 40.

A l’état neutre, les feuilles d’or, sous l’action de la pesanteur, tombent verticalement et restent en contact : si l’on approche un corps électrisé, il y a électrisation par influence, la boule s’électrise contrairement au corps, les feuilles semblablement; mais étant de même nom l’une par rapport à l’autre, elles se repoussent et divergent. L’action disparaît, comme résultant de l’influence électrique, si l’on éloigne le corps électrisé. Gomme il est évident que l’approche d’un corps non électrisé ne pourrait produire aucun effet sur les feuilles d’or, il y a là un moyen de savoir si un corps est ou n’est pas électrisé.

On peut charger un électroscope ; pour cela on en approche un corps électrisé, on touche l’électroscope avec le doigt, l’électrisation des feuilles d’or disparaît (44); on enlève le doigt, puis l’on éloigne le corps électrisé : il se produit alors un changement dans la distribution électrique et les feuilles divergent de nouveau, mais étant alors dans un état contraire à celui du corps électrisé.

77. — Quelle est enfin l’action d’un corps électrisé sur un électroscope précédemment chargé? Distinguons deux cas (70) :

1° Le corps est électrisé semblablement à l’électroscope. Ce corps agira par influence, tendra à produire sur la boule une électrisation contraire à celle qui y est, c’est-à-dire de même nom que celle qu’il possède, et à mettre les feuilles d’or dans le même état que lui, c’està-dire qu’il augmentera l’effet qui existe sur ces feuilles ; celles-ci s’écarteront donc déplus en plus à mesure qu’on approchera le corps électrisé du bouton de l’électroscope.

2° Le corps électrisé et l’électroscope électrisé sont de signes contraires. L’action du corps sera de produire dans l’électroscope un effet d’influence qui donnera au bouton un signe contraire à celui du corps, c’est-à-dire le même signe que celui qu’il a, et qui donnera aux feuilles le même signe qu’au corps, c’est-à-dire un signe contraire à celui qu’elles ont. Si le corps influençant est éloigné, son action sera peu énergique, elle affaiblira l’effet produit sans l’annuler, c’est-à-dire que les feuilles d’or se rapprocheront seulement un peu. L’influence augmentera à mesure que le corps influençant se rapprochera et, pour une position convenable, son action contre-balancera exactement l’action antérieure, les feuilles d’or retomberont au contact; puis, par suite d’un plus grand rapprochement, l’effet d’influence croissant toujours l’emportera et les feuilles prendront le même signe que le corps, mais comme elles sont de même signe l’une par rapport à l’autre, elles divergeront et d’autant plus fortement que le corps influençant sera plus proche. Il va sans dire

que si l’on éloigne ce corps, les mêmes effets se produiront en ordre inverse.

On comprend aisément qu’il faut opérer avec lenteur dans les deux cas, car sans cela les feuilles d’or pourraient en s’écartant violemment se déchirer et s’aller coller contre les parois delà cloche. (On obvie à cet inconvénient en disposant, dans la direction de l’écart des feuilles, des pièces métalliques#, ^en communication avec le sol et qui déchargent les feuilles dès qu’il y a contact.) Cette précaution est plus nécessaire encore dans le second cas que nous avons indiqué, car si l’on opérait trop vite on pourrait ne pas apercevoir le rapprochement initial et, ne voyant que l’écartement final qui peut être considérable, penser que l’on se trouve dans le premier cas.

78. — Ceci posé, l’emploi de l’électroscope est facile à concevoir; étant donné un corps A, on l’approche d’un électroscope à l’état neutre; s’il n’y a pas d’effet, le corps est aussi à l’état neutre ; il est électrisé si les feuilles divergent. On charge alors l’électroscope avec le corps A, comme nous l’avons dit ci-dessus, et l’on sait qu’il est alors de signe contraireàA. Puis, éloignant A, on approche lentement de l’électroscope un corps électrisé, comme un bâton de résine par exemple, qui est électrisé négativement, et l’on peut reconnaître d’après ce que nous venons de dire si l’électroscope est de même signe ou de signe contraire à la résine; l’on saura alors que le corps A est de signe contraire à la résine (positif) ou de même signe (négatif).

79. Machines électriques. — Électrophore. — Les machines électriques dont on s’est servi jusque dans ces dernières années sont basées sur les principes simples que nous avons indiqués ci-dessus : nous décrirons seulement les plus employées.

L 'électrophore (fig. 41), imaginé par Yolta, consiste en un gâteau de résine fondu dans un moule et que l’on électrise négativement en le frottant ou le frappant avec une peau de chat. On place alors sur ce gâteau un plateau conducteur en métal (ou plus généralement en bois recouvert d’une feuille métallique) et porté par un manche isolant. Il se produit une action d’influence, le plateau s’électrise négativement à la face supérieure et' positivement à la face inférieure : comme cette face ne touche en réalité la résine que par un petit nombre de points, que la résine et la couche d’air interposée sont d’ailleurs des corps mauvais conducteurs, il n’y a pas neutralisation à la face inférieure. On touche alors avec le doigt le plateau métallique : l’électrisation négative disparaît; mais nécessairement, il ne se manifeste pas d’action positive. Si l’on vient alors à soulever le pla-

teau (fig. 42), l’électrisation positive, n’étant plus contre-balancée par la résine électrisée, peut se manifester et donner naissance, quoique faiblement, à la plupart des phénomènes électriques. Une fois le plateau déchargé, on peut le charger à nouveau de la même façon, car il faut remarquer que la résine, agissant seulement par influence,

Fig. 41.

est restée électrisée comme précédemment. Si le gâteau de résine est maintenu dans un air sec, il peut conserver son électrisation pendant plusieurs jours et même plusieurs semaines, ce qui en fait un appareil commode.

L’étincelle produite par un électrophore, quoique peu considérable, est suffisante pour enflammer des mélanges gazeux dans l’eudiomètre.

On a donné à l’électrophore une autre disposition évitant les inconvénients de la résine qui, à la longue, se fendille, puis se brise :

on fait usage d’une plaque d’ébonite (caoutchouc durci) sur laquelle on pose un disque de métal que l’on soulève à l’aide de trois fils de soie. Il va sans dire que la théorie est la même que celle donnée cidessus.

80. Machine de Ramsden. — La machine de Ramsden, qui est généralement employée en France, est un appareil dérivant directement, sauf des modifications de forme, de la machine employée primitivement par Otto de Guéricke.

Cette machine consiste en un disque de verre tournant autour

Fig. 42.

d’un axe horizontal et passant entre leux paires de coussins portés par des montants verticaux A, B (fig. 43). Ces coussins, dont il est bon d’enduire la surface d’or mussif ou d’un amalgame de bismuth et d’étain, sont en communication avec le sol par une lame métallique qui règne dans toute la hauteur des montants. Par la rotation et le frottement qui s’ensuit, le verre s’électrise positivement, tandis que les coussins sont maintenus à l’état neutre par la communication avec le sol.

D’autre part, aux extrémités du diamètre horizontal se trouvent

Fig. 43.

des peignes G, D, pièces métalliques en forme d’U armées à l’intérieur de pointes entre lesquelles passe le disque de verre. Ces peignes sont portés par un ou deux conducteurs métalliques E, F, isolés par des pieds en verre M,N,P,Q. On comprend que lorsqu’une partie du disque, électrisée positivement, arrivera en face des pointes, on observera les effets que nous avons signalés (74) : le verre sera ramené à l’équilibre électrique, déchargé par l’action des pointes, et le

conducteur à l’extrémité opposée se trouvera électrisé positivement; c’est à cette extrémité que l’on observera les effets que la machine est susceptible de donner.

On voit que, après le passage entre les peignes, le verre est ramené à l’état neutre et que le frottement des coussins pourra lui donner à nouveau une électrisation positive.

Pour éviter les pertes par le contact avec l’air, on recouvre souvent d’une enveloppe de soie le disque dans les parties où il est électrisé, c’est-à-dire entre chaque coussin et le peigne dans le sens de la rotation.

81. Machines de Nairne, de van Marum. — La machine de Ramsden ne peut donner que les effets dus à l’électrisation posi-

Fig. 44.

tive; on a imaginé diverses dispositions propres à recueillir à volonté l’une ou l’autre des électricités.

Dans la machine de Nairne (fig. 44) le disque est remplacé par un cylindre mobile autour de son axe placé horizontalement, il n’y a qu’un coussin et un seul peigne diamétralement opposés et portés chacun par un conducteur isolé EF, GH pouvant servir de collecteur. En mettant le coussin en communication avec le sol par un conducteur métallique, le conducteur qui porte le peigne est électrisé positivement (comme dans la machine de Ramsden). Si c’est le peigne qui est en communication avec le sol, le conducteur qui porte le coussin est chargé négativement. Si, enfin, les deux conducteurs sont isolés, ils se chargent contrairement, l’un positivement, 1 autre négativement.

La machine de van Marum a, d’une manière générale, la disposition de la machine de Ramsden, seulement les coussins sont portés par un support isolant et les peignes ne sont pas liés invariablement aux conducteurs collecteurs : les communications peuvent être établies par l’intermédiaire de deux arcs métalliques dont l’un est relié au collecteur et l’autre au sol. Si le premier est en contact avec les peignes et le dernier avec les coussins, la machine fonctionne absolument comme la machine de Ramsden. Dans le cas d’une disposition inverse, il est facile de voir que les peignes sont

maintenus à l’état neutre et que le collecteur est amené à l’état négatif.

82. Machine d’Armstrong. — Nous signalerons, sans insister longuement, la machine d’Armstrong (f, g. 45), où l’électrisation est pro-

Fig. 45.

(laite par le frottement d’un courant de vapeur. Un jet de vapeur fournie par une chaudière quelconque, chaudière ordinairement portée par des pieds isolants, passe, avant de s’échapper à l’air, dans

des ajutages de forme contournée pour augmenter le frottement; ce jet vient frapper une plaque munie de pointes communiquant avec un conducteur isolé.

Par le frottement les tubes s’électrisent, ainsi que la chaudière avec laquelle ils communiquent; le jet de vapeur s’électrise contrairement et vient se décharger sur la pointe tandis que le conducteur correspondant reste électrisé comme le jet.

Faraday a reconnu que l’électrisation ne se manifeste que si le jet de vapeur est humide, contient des gouttelettes d’eau en suspension (aussi les ajutages de sortie sont-ils placés dans une boîte refroidie par un courant d’eau) ; que l’air humide s’électrise dans les mêmes conditions, tandis que l’air sec ne s’électrise pas; que l’eau ne doit pas contenir de sels en dissolution ; que le sens de l’électrisation dépend de la nature des ajutages, ainsi que des corps tels que huiles, essences qui peuvent être en suspension dans Peau.

83. Machine de Holtz. — Depuis quelques années on a construit des machines de diverses formes dans lesquelles l’électricité

Fig, 46.

que l’on recueille n’est pas obtenue directement par le flottement. Nous signalerons les modèles que l’on rencontre le plus souvent et, d’abord, la machine de Iloltz (fig. 46).

Cette machine comprend un plateau de verre vertical tournant avec une assez grande rapidité autour d’un axe horizontal et de chaque côté duquel sont situés, à une petite distance, d’une part un plateau de verre fixe, et d’autre part des peignes.

Le plateau de verre fixe présente sur le diamètre horizontal des fenêtres ou ouvertures dont la forme est indifférente : des rectangles de papier sont collés sur le verre, affleurant le bord de ces ouvertures et terminés par des pointes qui, à travers les ouvertures, se dirigent vers le disque mobile et en sens contraire du sens de la rotation qui est imprimée à celui-ci.

Les peignes, au nombre de deux, sont rectilignes et placés aux extrémités du diamètre horizontal de manière à être en face des ouvertures dont ils sont séparés par le disque mobile : ils sont reliés à des conducteurs métalliques portés par des pieds isolants et terminés par des tiges munies de boules que l’on peutécarter plus ou moins.

Pour faire fonctionner la machine, dont toutes les parties doivent avoir été soigneusement séchées, on approche au contact les deux boules de manière à réunir métalliquement les deux peignes; puis à l’aide d’un corps électrisé quelconque, généralement une palette de caoutchouc durci que l’on a frottée avec une peau de chat, on touche une des feuilles de papier qui s’électrise par contact et l’on fait tourner le plateau; au bout de quelques instants, on peut retirer la palette de caoutchouc, la machine est amorcée : on continue encore à tourner et alors, en écartant progressivement les tiges métalliques, un flot d’électricité passe de l’une à l’autre. Il faut avoir soin de ne pas écarter trop, car en peu de temps la machine serait désamorcée; elle serait désamorcée plus rapidement encore, bien entendu, si l’on tournait le plateau en sens contraire.

L’électricité que l’on obtient ainsi est à une faible tension et donne des lueurs, des aigrettes, et non des étincelles. Lorsque l’on veut obtenir des étincelles, on fait communiquer les conducteurs métalliques avec deux bouteilles de Leyde montées en cascade (89) qui se chargent par la marche delà machine et qui, se déchargeant à travers les conducteurs et l’air, donnent de belles et fortesétincelles.

La théorie de cette machine n’est pas aussi simple que celle des machines à frottement; peut-être même les explications qu’on a données ne sont-elles pas entièrement satisfaisantes. 11 importe de î-emarquer pour se rendre compte du fonctionnement que, par la marche même de la machine, la charge de la feuille de papier qui a été directement électrisée négativement augmente jusqu’à une certaine limite qui dépend des conditions de l’expérience

et que, en même temps, l’autre feuille se charge positivement.

Soit une machine de Holtz constituée par un plateau fixe portant les feuilles de papier A et B (fig. 47) munies respectivement des pointes a et 6, par le plateau mobile CD et par les peignes P et Q reliés entre eux par les conducteurs PP'p et QQ'q ; ces diverses pièces sont supposées écartées bien que, en réalité, elles soient à de très petites distances les unes des autres.

Supposons que la feuille A reçoive une charge négative : elle produira une influence sur le peigne P qu’elle chargera positivement en P tandis que, à cause de la continuité des conducteurs de P en Q, le peigne Q sera chargé négativement; celui-ci à son tour agira par influence sur la feuille de papier B qui sera chargée positivement, mais dont la pointe se chargera négativement.

A mesure que la charge négative diminue en b , l’influence de B sur le peigne Q augmente et par suite aussi la charge positive de P qui,

réagissant sur A, fera croître sa charge négative et amènera la pointe a à l’état positif.

Toutes les charges situées sur les pointes, tant en P qu’en Q et en b , tendraient à disparaître, et bientôt on arriverait à un état d’équilibre si le plateau CD ne tournait pas; par suite de sa rotation, voici ce qui se produit :

En passant devant la pointe b le verre du plateau mobile s’électrise négativement à droite; il s’électrise aussi négativement à gauche sous l’action du peigne Q; ces charges subsistent dans tout le demi-cercle inférieur, jusqu’au niveau de la pointe a qui, chargée positivement, neutralise d’abord le plateau, puis le charge positivement ; à gauche le peigne P produira le même effet et le plateau restera chargé positivement sur ses deux faces dans tout le demicercle supérieur.

On voit que, par ces actions, les pointes seront toujours sollicitées à se mettre en équilibre électrique, puisque, à chaque instant, elles se trouvent en présence de points électrisés contrairement; d’autre part, les actions qui se produisent en a et en b ont nécessairement pour effet d’accroîlre les charges de A et de B. Par suite aussi, l’influence sur les peignes P et Q sera de plus en plus considérable et les conducteurs de P à Q seront traversés par un flux croissant d’électricité. Il arrivera même, à partir d’un certain instant, qu’il ne sera pas arrêté par une solution de continuité et que l’on pourra écarter les tiges p et q.