CHAPITRE PREMIER Définition

1. Qaantité d'électricité, loi de Coulomb. — Le aystëme électrostatique a pour but de mesurer les actions exercées à distance par des charges d'électricité libre. Ces actions sont de deux sortes; les unes sont pondéromotrices : ce sont les attractions on répulsions électriques qui ont lieu entre corps êlectrisés; les autres sont élcctromotrices : ce sont celles qui donnent lieu aux phénomènes d'influence, de distribution électrique et de courant. Ces deux sortes d'actions sont régies par la loi élémentaire de Coulomb, exprimée par la formule

f est la force qui s'exerce entre deux points séparés par la distance r, m et ai' les quantités d'électricité contenues sur ces deux points, K un coeiTici<.-nt dont la valeur numérique dépend des unités employées,

8. Les quantités d'électricité sont des grandeurs pby siqnae. — Les quantités m et m' qui entrent dans la formule de Coulomb ne sont pas de simjdes coefficients mathématiques. Ce sont des grandeurs physiques, au m&me titre que les quantités de matière pondérable mesurées par la balance.

lo SrSTÈME ÉLECTBVSr^TIQCE

En effet, ainsi que Coulomb le piùmicr l'a déuiontré par l'expérience, lorsqu'on change In distribution éleoti-ique sur deux corps conducteurs, leur charge totale demeure constante.

Coulomb mesure la répulsion exercée par la balle de cuivre iixe sur la balle mobile de sa balance. Puis il fait toucher la balle de cuivre fixe par une balle de même diamètre isolée et non chargée ; il constate que la répulsion produite est réduite à moitié : chacune des balles mises en contact a donc gardé la moitié de la charge primitive; celle-ci en se partageant est demeurée constante. Il en est de même dans d'autres cas plus compliqués ; on admet toujours, et l'on peut vérifier par l'expérience, qu'aucun déplacement des charges électriques n'en change la quantité totale.

Les quantités de matières pondérables sont mesurées par leurs poids, c'est-à-dire par l'attraction de la matière sur la matière. Les quantités d'électricité sont de m^me définies par leurs actions réciproques. Les pesées de matière pondérable se font très simplement parce que l'on dispose de la masse de la terre que l'on peut supposer réunie en un centre qui est extrêmement éloigné. Les mesures de quantités d'électricité se feraient également sous la forme simple de pesées, si l'on disposait d'un centre d'attraction électrique constant et extrêmement éloigné. La conservation d'électricité se vérifierait comme la conservation de la matière : on constaterait que le poids électrique total demeure invariable, quels que soient les phénomènes physiques ou chimiques qui ont lieu entre les parties du système. 11 faut ajouter que l'action ncwtonienne est toujours attractive ; il n'y a pas de poids négatifs. Les actions électriques au contraire ont un signe; elles sont répulsives ou attractives, et la somme des quautités d'électricité est en général une somme algébrique,

9. Uaité absolue de quantité d'électricité, — Dans le système électrostatique on prend pour unité la quantité d'électricité qui agit sur une quantité égale, ii une distance égale à l'unité de distance, avec une force égide à l'unité de force. La constante K de l'équation (1) devient alors égale à 1, et cette équation devient

DEFIXITIOfr n

L'unité de quantité d'électricité ainsi défiDie, les autres gran dcurs électriques qui interviennent dans le système é1ectrosta> tique se trouvent par cela même définies : potentiel, Torce électromotrice d'influence, capacité, intensité, résistance. Le système électrostatique tout entier n'est qu'une série des applications de l'équation (2).

10. Itesure de la charge de detix pointa en valeur abaolae. — Etant donnés deux points M et M' {/ig. 1) portant les charges m et m', on peut mesurer ces charges en valeur absolue par deux expériences qui donnent, l'une le produit mm', l'autre le quo-

m tient — r.

m En effet : la force, susceptible de mesure, qui s'exerce entre ces deux points a pour expression :

on a donc, en chassant le dénominateur :

nous avons ainsi le produit des deux charges. Cherchons leur quotient.

Faisons agir les points M et M' sur un point N, tel que le

triangle MNM' soit rectangle en N et isoscèle. Nous aurons ainsi deux nouvelles forces, /", et ^ qui auront pour expressions ;

li SYSTÈME ÉLECTROSTATIQUE

Divisons ces deux équations l'une par l'autre : nous aurons

lu rcsultimtc fera nvec les forces un angle a tel que l'un ait :

tang a = -^ = —

L'angle K est donné par l'expérience ; on a donc ainsi le produit et le quotient des charges m et m'; on peut, par suite, les connaitre.

Mais le cas de deux points élcctrisés se présente rarement dans la pratique ; généralement on a aBuirc à des corps présentant des dimensions finies et qu'il n'est pas toujours possible de déplacer les uns par rapport aux autres, comme par exemple les armatures des condensateurs. 11 faut donc imaginer d'autres moyens de mesure pour les quantités d'électricité.

On mesure, dans ce cas, les quantités électriques à peu près comme on mesure les quantités de chaleur en calorimétrie : on emploie des appareils dont la capacité est connue, de même qu'en calorimétiie, on se sert de caluriniêtres dont la capacité thermique est connue.

Nous étudierons en détail les méthodes que l'on peut employer il cet effet ; mais auparavant nous devons rappeler la définition et les propriétés principales du potentiel.