‹ Traité théorique et pratique des piles électriques, mesure des constantes des piles, unités électriques, description et usage des différentes espèces de piles;Chapitre 33 sur 56 · G4 PILES SECONDAIRES · texte numérisé non relu

G4 PILES SECONDAIRES

niment leur différence, bien qu'aucun conducteur BD' C ne soit interposé. La reconiposition de l'eau par les gaz déposés sur les lames s'accomplit dès la suppression de la pile D, mais elle est très lente, et voilà comment on peut utiliser la décharge secondaire après un temps assez long. Cette décharge est évidemment d'autant plus faible qu'on a attendu plus longtemps pour l'opérer.

La force électro-motrice d'un élément de pile secondaire est exactement ce que nous avons appelé force de polarisation dans rélectrolyse du liquide de l'élément par un courant voltaïque. Ainsi, dans l'exemple précédent, cette quantité n'est autre chose que la force de polarisation du voltamètre à eau. Si on change le liquide et les éléments solides, on a d'autres forces électro-motrices, et la méthode que nous avons donnée pour étudier les forces de polarisation convient pour la comparaison des piles secondaires.

Pour qu'une pile secondaire fonctionne, il n'est pas nécessaire qu'il y ait eu électrolyse, au moins d'une manière nette; la simple polarisation suffit. C'est ainsi qu'un seul élément Daniell, incapable de décomposer l'eau dans un voltamètre, donne à une pile secondaire une polarisation assez forte pour qu'on obtienne un courant secondaire très appréciable.

On voit que c'est surtout pour faire des résen^es d'électricité que les piles secondaires sont utiles. Jacobi s'en servit dès 1847 pour neutraliser les charges électriques qui persistent dans les cables télégraphiques après l'ouverture du circuit. Pour cela il plaçait dans le circuit une pile secondaire à platine et eau, et après chaque émission du courant principal dans la ligne télégraphique il lançait dans cette ligne le courant inverse de la pile secondaire [Comptes rendus des séances de VAcadémie des Sciences^ t. XLIX (1859]].

M. Planté entreprit vers 1859 des recherches sur les courants secondaires produits par divers métaux et par l'eau. Il reconnut la supériorité du plomb sur le platine et proposa ce métal pour la télégraphie, dans la disposition de Jacobi. Puis il montra tout le parti qu'on peut tirer de ce genre de piles, par

exemple pour rinflammation des mines [Annales de Chimie et de Physique, l. XV ( 1 868 )] .

L'élément de la pile secondaire de Planté est constitué par deux lames de plomb immergées dans de Teau acidulée par Tacide sulfurique. La lame positive se couvre d'une couche veloutée de bioxyde de plomb, pendant l'action de la pile principale, et la lame négative se couvre d'hydrogène gazeux. Il y a pendant la décharge de la pile secondaire recomposition d*eau par l'hydrogène de la lame négative et l'oxygène du bioxyde de plomb déposé sur l'autre lame. En outre^ la lame primitivement hydrogénée se combine avec l'acide sulfurique et l'oxygène de l'eau pour former le sulfate de plomb, ce qui augmente l'intensité de la force électro-motrice ordinaire. Il est remarquable que le sulfate de plomb se forme ici, tandis qu'il ne se produit pas quand on plonge simplement une lame de plomb dans de Teau aiguisée d'acide sulfurique.

D'après M. Planté, la force électro-motrice d'un élément à lames de plomb, mesurée immédiatement après la rupture du courant principal, est une fois et demie celle d'un élément Bunsen ordinaire.

Les éléments d'une pile secondaire doivent être associés entre eux suivant les mêmes règles que les éléments voltaïques. Quand on connaît leur force électro-motrice et leur résistance, on peut résoudre des questions analogues à celles que nous ont présentées les piles ordinaires.

Pour la pratique, on adopte des dispositions commodes pour réunir un grand nombre d'éléments, soit en surface, soit en tension. On arrive ainsi à obtenir à l'aide d'une pile principale très faible, 2 ou 3 éléments de Bunsen, les effets des piles les plus puissantes, soit comme piles de quantité, soit comme piles de tension; mais ces effets ne durent que quelques instants.

Voici quelle est la disposition adoptée par M. Planté dans son Mémoire de 1868 [Annales de Chimie et de Physique (1868)].

Chaque élément secondaire est formé par une auge rectan-

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gulaire en gutta-percha, munie de deux rainures principales dans lesquelles sont insérées les lames de plomb. Chacune d'elles a o"*,2o de hauteur, autant de largeur et o"*,oo5 d'épaisseur. L'auge est remplie d'eau aiguisée d'acide sulfurique, elle est fermée et le couvercle est muni d'un trou pour laisser passer les gaz. Chaque lame de plomb est soudée à une lame de cuivre qui aboutit à une planchette horizontale, portant le commutateur à bascule.

Le but de cette partie de l'appareil est de rassembler à volonté les éléments secondaires en quantité ou en tension. Dans le premier cas, toutes les lames paires communiquent entre elles; il en est de même de toutes les impaires. Dans le second cas, chaque lame paire d'un élément communique avec la lame impaire de l'élément suivant. C'est la bascule qui, par un changement de position, fait passer rapidement d'un de ces arrangements à l'autre.

Ltajig' 96 représente une batterie de 20 éléments.

Une batterie semblable de 4o éléments peut être chargée par 3 éléments de Bunsen de o",i5 à o'^,'2o de hauteur. Pour la charger, on abaisse la bascule de manière à réunir tous les éléments en surface.

Chargée au maximum, la batterie équivaut à 60 éléments de Bunsen d'une surface égale à celle des éléments secondaires.

En laissant pendant la décharge la bascule dans la position qu'elle avait pendant la charge, on obtient un courant temporaire de quantité, capable de fondre un gros fil d'acier. En mettant la bascule dans l'autre position, on obtiendra un courant de forte tension capable de produire un arc voltaïque de courte durée, de fondre un long fil de métal très fin, de surmonter en général une grande résistance.

D'une manière générale, la durée de la décharge secondaire est une fraction très petite de la durée de la charge par la pile principale. Cette dernière durée est d'ailleurs limitée par l'action chimique de recomposition qui ramène peu à peu les lames de plomb à l'état naturel quand on les abandonne à ellesmêmes en circuit ouvert, dans une pile composée d'un grand

nombre d'éJémenls. Comme on charge avec la même pile les éléments secondaires par groupes successifs, établis d'après leur résistance, il ne faut pas que le premier groupe soit notablement affaibli, quand on achève la charge du dernier.

Est-il possible, par exemple, de charger avec deux couples Bunsen ordinaires une pile secondaire de 4oo éléments à lames de plomb, ayant chacune ^o**°*i? D'après M. Planté, il faut dix minutes pour charger un seul élément et par conséquent quatre mille minutes ou soixante-six heures pour la pile totale. On voit que dans ce cas les premiers éléments auraient perdu leur force quand on préparerait les derniers.

En ce qui concerne le rapport qui doit exister entre l'étendue de la batterie qu'on peut charger et le nombre des éléments de la pile principale dont on veut faire usage, il faut remarquer que ce rapport a une limite supérieure. En effet, pendant que la batterie secondaire et la pile principale sont dans le même

Fig. 96.

circuit, les lames de plomb sont le lieu de deux forces inverses, à savoir une force de décomposition qui produit la charge, el une force de recomposition qui s'oppose à cette même charge. Cette dernière croît peu à peu et finit par équilibrer l'autre; c'est alors que la charge s'arrête. L'action de recomposition est d'autant plus sensible que la couche de bioxyde de plomb

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