SU
I)i: \A DKCHAIMiE INDUITE DU PREMIER ORDRE.
Wollaston (,) et M. Faraday (2) ont prouvé, par d'ingénieuses expériences, que l'électricité d'une machine ou d'une batterie électrique produit, en traversant un liquide conducteur, les mêmes effets électrochimiques que le courant d'une pile : les alcalis, l'hydrogène, les métaux sont transportés dans la même direction que le fluide positif; les acides, l'oxygène et les corps analogues, en sens contraire. Ainsi la direction d'une décharge électrique peut se conclure rigoureusement de l'observation de ses effets électro-chimiques. Tel est le principe de la méthode que j'ai appliquée à l'étude des décharges induites.
Le procédé expérimental de M. Faraday est très-simple. On place entre deux pointes métalliques un morceau de papier imprégné du liquide dont on veut constater la décomposition, et on verse autour de chaque pointe une goutte d'un réactif coloré , propre à manifester la présence de l'élément basique ou acide qui doit s'y rendre. La décomposition de l'iodure de potassium se constate plus aisément encore par la tache d'iode qui se forme toujours au contact de la pointe positive. Mais on n'obtient de résultats satisfaisants que si la décharge est réellement transmise à travers le papier humide. S'il part une étincelle entre les deux pointes métalliques, les phénomènes chimiques ont un caractère différent : avec l'iodure de potassium, on voit une tache d'iode qui s'étend sur tout le trajet de l'étincelle ; avec un sel alcalin , c'est une tache acide. M. Faraday pense que l'étincelle électrique produit dans la couche d'air qu'elle traverse une petite quantité d'acide nitrique qui décompose le liquide dans le voisinage du trajet de l'électricité. Quoi qu'il en soit, la tache d'iode ou d'acide présente, en général, la forme anguleuse ou contournée de l'étincelle qui l'a produite.
Il est donc nécessaire, dans ces expériences, de diminuer beaucoup la tension des décharges électriques en leur faisant traverser
O Transactions philosophiques , année 1801.
(a) Transactions philosophiques, année i833, ou Erpn'immlal liesearches in electricily. troisième Mémoire; Londres, t83<>.
SUR LliS PHKNOMKNES D'INDUCTION. 11
une corde humide ou une longue colonne d'eau. Mais lorsque j'ai voulu appliquer ce procédé aux décharges induites, je n ai pu introduire dans le circuit un conducteur imparfait sans faire disparaître toute action chimique; la tension de l'électricité était tellement réduite, qu'elle ne pouvait plus vaincre la résistance du papier humide.
C'est par le phénomène connu sous le nom de polarisation des électrodes que j'ai manifesté l'action chimique des décharges induites. H y a assez longtemps, en effet, qu'un habile physicien allemand, M. Henrici, a fait voir qu'une décharge électrique communique une force électro-motrice temporaire à deux fils de platine ou d'or plongés dans un liquide décomposable : si ces fils sont mis promptement en rapport avec un galvanomètre sensible, on observe un courant plus ou moins intense, qui persiste pondant quelques instants et dont la direction est toujours contraire (dans le liquide) à celle de la décharge {J) . Le sens du courant est toujours le même, quelle que soit la nature du liquide ; mais son intensité est variable et, en général, d'autant plus grande que le liquide est meilleur conducteur. Le sulfate de cuivre, l'acide chlorhydrique, le chlorure de sodium et surtout l'iodure de potassium sont les liquides les plus propres à l'observation du phénomène.
J'ai reconnu sans difficulté qu'on peut aussi produire des courants de polarisation très-intenses avec les décharges induites. De la direction de ces courants j'ai conclu la direction des décharges, mais il ne m'a pas paru possible d'obtenir des mesures exactes.de l'intensité. Sans doute, les expériences de M. Becquerel (2) démontrent que l'intensité du courant de polarisation est sensiblement proportionnelle à la quantité d'électricité qui a traversé le liquide; mais ' une cause d'erreur que je n'ai pu écarter ne m'a pas permis de considérer ce principe comme applicable ii mes expériences. Toutes les fois qu'un certain nombre de décharges, directes ou induites, toutes dirigées dans le même sens, a traversé l'appareil de décomposition, si l'on y fait passer une série de décharges exactement égales aux précédentes, mais de sens contraire, les courants de polarisation sont moins intenses dans la seconde série d'expériences
f '' P»gi^itdovJfs Annalen der Pliyiik mid drr Chcmir, t. XLVI el XLVII (année 1839). ;| Compte* rendu n dr V icadnmiv d^s trimren, I. XXII (nnnéo 18^6),
que dans la première. Ainsi, deux lames de platine ou d'or, plongées dans un liquide décomposable , et qui se sont polarisées plusieurs fois de la même manière, possèdent une tendance permanente à se polariser de nouveau dans le même sens. La démonstration de ce fait assez singulier a été pour moi l'objet d'un grand nombre d'expériences; j'ai su depuis qu'un phénomène tout à fait analogue avait déjà été observé par M. Saweljew dans des recherches sur le passage des courants magnéto-électriques instantanés à travers les liquides (,î . D'ailleurs la mesure des courants de polarisation, et, en général, des courants dont la durée est très-courte, n'est pas aussi facile, à beaucoup près, qu'on pourrait le penser. II ne suffit pas d'observer la déviation galvanométrique immédiate, et d'en conclure, au moyen de tables empiriques, d'abord la déviation stable correspondante, ensuite l'intensité. La même déviation initiale peut correspondre à des courants d'intensités très-différentes, si la durée de ces courants n'est pas la même, et il n'est pas douteux que la durée des courants de polarisation ne soit très-variable. Lorsque ces courants sont trèspeu intenses, ils sont aussi très -peu durables : l'aiguille, chassée à une certaine distance de sa position d'équilibre, y revient par une série d'oscillations exactement pareilles aux oscillations qu'elle exécuterait si on l'avait écartée de sa position d'équilibre sans faire passer de courant; mais, lorsque la polarisation est très-forte, l'aiguille revient très-lentement à sa position d'équilibre, et même accomplit souvent une ou deux oscillations en restant du même côté de cette position; ce qui indique, d'une manière évidente, la persistance du courant. Dans le premier cas, il faudrait évidemment * connaître la durée du courant. Dans le second cas, le problème serait plus difficile encore : si la durée du courant de polarisation est sensible, son intensité est sans cesse décroissante, et c'est la valeur initiale qu'il faudrait connaître.
Je ne citerai donc, dans ce mémoire, d'autres données numériques que les déviations galvanométriques immédiatement observées. Pour les conclusions que j'aurai à en tirer, il suffira d'admettre, ce qui est assez évident, que ces déviations sont croissantes avec la quantité d'électricité dont le passage produit la polarisation.
() Pbfigrndorff'ê Aithalrn der Phynik and drr ()hp:nie, I. LWI1I.
J'ajouterai (on verra plus loin l'utilité de cette remarque) que l'intensité du courant de polarisation résultant de la décharge d'une batterie n'est pas sensiblement changée lorsqu'on interrompt le conducteur de la décharge en plusieurs points, de manière qu'il y parte des étincelles.
Je passe à la description des appareils et des expériences.
L'induction était produite, dans mes recherches, au moyen d'un couple de spirales planes. M. Ruhmkorff, qui me les avait fournies, avait apporté le plus grand soin à l'isolement des différentes spires. Le fil de cuivre, enveloppé de quatre couches de soie, était enroulé en spirale sur une pièce d'étoffe de soie, et recouvert ensuite d'une couche épaisse de vernis à gomme laque. Après avoir complètement desséché chaque spirale par une exposition de plusieurs jours aux rayons solaires, on la fixait sur une plaque de verre également vernie. Les deux extrémités du fil traversaient la plaque de verre pour se souder à deux pièces de cuivre percées de trolis cylindriques profonds de t centimètre, où Ton engageait les extrémités des fils destinés à amener la décharge inductrice ou à recevoir la décharge induite. Je me suis toujours assuré de la continuité de toutes ces pièces, en faisant passer un courant voltaïque à travers chaque spirale, avant d'entreprendre une série d'expériences. J'ai aussi toujours vérifié la perfection de l'isolement, en faisant passer par les spirales la décharge d'une bouteille de Leyde chargée à saturation; je considérais les spires comme suffisamment isolées, lorsque je n'apercevais d'étincelles en aucun point du fil, l'expérience étant faite dans l'obscurité.
Trois de mes spirales étaient d'ailleurs formées chacune par un fil de cuivre d'un demi-millimètre de diamètre et d'environ 48 mètres de longueur, faisant quatre-vingt-dix à quatre-vingt-quinze spires, dont l'intervalle moyen était de 1 y millimètre. Le fil d'une quatrième spirale avait 1 -£- millimètre de diamètre, 98 mètres de longueur, et faisait seulement vingt-quatre tours sur la plaque où il était fixé ; c'était presque toujours par cette dernière spirale que je faisais passer la décharge inductrice. Enfin les quatre spirales étaient montées verticalement sur des pieds métalliques très-solides, et il était ainsi facile d'en faire varier la distance à volonté ; comme
je no me proposais pas de déterminer numériquement l'influence de la dislance, je n'avais pas disposé les appareils de manière à mesurer cet élément avec une grande précision (1 ^. Le diamètre Vies quatre spirales était d'environ a 5 centimètres.
Toutes les expériences qui seront décrites sans indication particulière des dimensions de la batterie ont été faites avec une batterie de neuf jarres, ayant chacune 97 centimètres de hauteur sur i5 centimètres de diamètre et 4 millimètres d'épaisseur des parois.
Cette batterie était chargée à l'aide d'une machine électrique de 3o pouces. Lorsque la machine élail en bon état, et que les circonstances atmosphériques étaient favorables, cent à cent vingt tours du plateau communiquaient à la batterie une charge capable de volatiliser une feuille d'or battu, et faisaient dévier de 80 degrés l'électromètre de Henley. L'armature interne de la batterie communiquait avec une boule métallique isolée, et l'armature externe avec une deuxième boule, pareillement isolée, que l'on pouvait éloigner ou rapprocher de la précédente à l'aide d'une vis de rappel. On chargeait la batterie jusqu'à ce que l'étincelle partît entre les deux boules; leur distance, mesurée parla vis de rappel à un vingtième de millimètre près, servait de mesure à l'intensité de la décharge.
Quant à l'appareil de décomposition, il consistait simplement en un tube en V, plein d'une dissolution concentrée d'iodure de potassium, où plongeaient deux fils de platine. Les extrémités libres de ces fils se rendaient dans des capsules de mercure où l'on plongeait les fils du galvanomètre immédiatement après la décharge. Le diamètre interne du tube était d'environ 12 millimètres; la distance des extrémités des fils plongés dans le liquide, de 1 centimètre. Le galvanomètre était d'une extrême sensibilité : son fil n'avait qu'un quart de millimètre de diamètre, et faisait dix-huit cents à deux mille tours sur le cadre ; le système des deux aiguilles était assez complètement asiatique pour ne faire qu une oscillation en ko secondes, lorsqu'on l'écartait de sa position d'équilibre.
f> Les spirales plaies ne sauraient servir à déterminer exactement suivant quelle lui l'induction varie avec la dislance. C'est, en effet, seulement à partir d'une assez grande distance que les dislances de deux éléments quelconques varient à peu près proportionnellement à la distance des plans des spirales; mais dans ce cas la faiblesse de la décharge induite ne permet plu* d'apprécier avec précision l'influence des variations de distance.
SUR LES PHÉNOMÈNES D'INDUCTION. tf
Lorsque le circuit induit est entièrement coiM^nu, on n'obtient 4e poteri#ation sensible que par des décharges extrêmement fortes* l«a, distewce de la spirale inductrice à la Spirale induite étant de 8 millénaires environ , j ai fait varier la distance explosive de la bat* tçria depuis i millimètre jusqu'à 1 centin^ètre (,) , sans, obtenir de pobr rkatkwa sensible. Pour cfes décharges plus fortes encore , j'ai obtenu des, d^iptift^s de a ou 3 degrés, dirigées de manière à indiquer que la, décharge iuduite marchait dans le même sens que la décharge; iijdtuçtrice, D'ailleurs les effets ma gué tiques et physiologiques démontrent que, dans un circuit continu, la décharge induite est d'uj^e gçandç intensité, bien que sans action chimique apparente.
Au contraire, lorsque le circuit induit est, interrompu quelque par^, et, que la décharge induite traverse la solution de continuité sous forçme dfétincçlie , la polarisation est en général assez forte, et d'ailleurs variable de sens et d'intensité, suivant diverses influences qui seront étudiées plus loin. Au premier abord, ce singulier phénomène parait s'expliquer très-simplement. En effet, lorsque le circuit induit est continu , il faut supprimer la communication du tube à décomposition et de la spirale induite avant de réunir les fils de platine au galvanomètre, si l'on ne veut que la plus grande partie du courant de polarisation passe à travers la spirale; lorsqu'il y a étincelle, on peut mettre immédiatement en rapport le galvanomètre avec le tube de décomposition : l'opération est donc un peu plus, rapide dans le second cas que dans le premier, et, comme la polarisation des fils de platine s'affaiblit toujours assez vite, on peut croire que cette différence de durée est la cause de la différence des phénomènes. Mais le courant de polarisation est encore trèssensible dans le cas d'un circuit discontinu, lorsque après le passage de la décharge oq rétablit la continuité, et qu'on attend quelques secondes ayant de réunir les fils de platine au galvanomètre. L'explication que je viens d'indiquer ne peut donc être admise. J'essayerai plus Ipin d'en donner une meilleure; pour le moment, je mç consente d'exposer le résultat des expériences.
Les phénomènes de polarisation qui s'observent lorsque le circuit est. discontinu paraissent d'abord extrêmement irréguliers; mais on
(,J LVIeclroroètre de Henley marquait 60 degré* dans le derojer cas*
reconnaît aisément que la grandeur de l'intervalle traversé par l'étincelle d'induction exerce une influence importante. Tout devient clair et régulier dès que* la loi de cette influence est connue. Pour la déterminer, j'ai fait partir des étincelles d'induction entre l'extrémité inférieure d'une vis micrométrique terminée en pointe, et la surface d'une petite masse de mercure placée dans une capsule de verre. Il était ainsi facile de mesurer avec précision l'épaisseur de la couche d'air traversée par l'étincelle, ou de laisser cette épaisseur constante dans une série d'expériences où l'on faisait varier quelque autre élément.
Je suppose maintenant qu'on laisse constante la distance de la spirale induite à la spirale inductrice, ainsi que la distance explosive, el par conséquent la charge de la batterie, mais qu'on fasse varier graduellement la distance de la pointe à la surface du mercure. Si la disposition des appareils est telle, qu'en supposant dans le fil induit un courant voltaïque dirigé dans le même sens que la décharge inductrice la pointe soit le pôle positif et le mercure le pôle négatif, le galvanomètre indique un courant de polarisation dont la direction est constante, quelle que soit la distance de la pointe au mercure, et dont l'intensité croît rapidement avec cette distance; la direction de la décharge induite, conclue de celle de la polarisation, est d'ailleurs semblable à la direction de la décharge inductrice. Si la disposition des appareils est inverse, tant que la vis est peu éloignée du mercure, la polarisation est irrégulièrement variable de sens et d'intensité; mais, à partir d'une certaine distance, le sens de la polarisation est constant, son intensité croissante, et la direction de la décharge induite paraît encore identique à celle de la décharge inductrice.
Pour rendre évidents ces résultats, je cite les données numériques de quelques expériences. Je fais précéder du signe + ou du signe — les déviations du galvanomètre, suivant que la direction de la décharge induite, conclue de ces déviations, est semblable ou contraire à celle de la décharge induite. J'appelle D la distance explosive de la batterie, h la hauteur de la vis micrométrique audessus de la surface du mercure, a, et 04 les déviations du galvanomètre correspondantes aux deux directions de la décharge inductrice.
D = 5 miLiurriis.
Pas d'étincelle.
D=l MLUMBT1I.
mm 0,95
Polarisation trop forte.
Polarisation trop forte pour être mesurée au galvanomètre.
D = 10 MiixiMànas.
Polarisation trop forte.
La distance des spirales était d'environ 8 millimètres.
J'ai répété un grand nombre de fois ces expériences en faisant varier la distance des spirales, la charge de la batterie, et en substituant à la spirale inductrice ordinaire Tune de mes spirales à (il fin. J'ai toujours obtenu des résultats analogues. J'ajouterai seulement que la nature de l'électricité libre de la batterie n'a aucune influence; qu'elle soit positive ou négative, les circonstances où l'on observe les anomalies sont toujours les mêmes.
Les irrégularités disparaissent à peu près complètement, si l'on interrompt le circuit en deux points à l'aide de deux vis micrométriques semblables, de telle manière que la décharge induite, quelle qu'en soit la direction , doive traverser l'une des interruptions en allant de la pointe au mercure, l'autre en allant du mercure à la pointe.
Dans ces circonstances , le sens de la polarisation change toujours
Verdit, I. — Mémoire*. 9
avec le sens de la décharge inductrice; l'intensité augmente avec la longueur de l'étincelle induite, et la direction de la décharge induite paraît toujours la même que celle de la décharge inductrice. J'inscris dans le tableau suivant les résultats numériques de quelques expériences.
mm 0,95
Pas d'ét
-f ho
D== 1 MILLIXtTBE.
Trop fort.
snm 0,95
+ lxs
Trop
fort.
mm
Trop
ttj et «2 désignent ici les deux déviations observées en faisant passer la décharge inductrice dans les deux sens opposés. La distance des spirales était de 8 millimètres.
Je répète que je n'attache aucune importance aux valeurs numériques précises du tableau précédent. J'ai, en effet, souvent obtenu, en répétant la même expérience deux fois de suite , des différences de A ou 5 degrés; mais de telles différences, d'ailleurs très-faciles à expliquer, ne changeraient rien à la marche générale du phénomène telle qu'elle résulte du tableau précédent, ni aux conclusions que j'essayerai plus loin d'en tirer.
Je n'inscrirai pas ici les résultats numériques d'un grand nombre d'expériences d'où il résulte que ni la distance des deux spirales, ni la conductibilité du circuit inducteur, ni la conductibilité du circuit induit n'ont d'influence sur la marche générale des phénomènes. Seulement, si les conductibilités sont par trop diminuées, les étincelles d'induction deviennent extrêmement faibles, et la po-
larisation disparait. Enfin, dans plusieurs expériences, j'ai remplacé l'iodure de potassium par du chlorure de sodium; l'appareil a été beaucoup moins sensible, mais les résultats généraux sont demeurés les mêmes : je n'ai pas observé plus de changements en y substituant des fils d'or aux fds de platine.
Si Ton s'en tient aux données immédiates de l'expérience, on devra admettre que la direction de la décharge induite est toujours identique à celle de la décharge inductrice, et que son intensité est d'autant plus grande qu'elle a à franchir un plus grand espace sous forme d'étincelle, c'est-à-dire à vaincre une plus grande résistance. Cette dernière conclusion serait contraire à toutes les lois connues des décharges et des courants électriques, mais quelques considérations fort simples permettent d'expliquer autrement les phénomènes.
Plusieurs physiciens, et notamment M. de Wrède (,) et M. M aria nini (2j , ont déjà fait remarquer que la décharge électrique, quelque courte que fût sa durée, devait nécessairement induire dans un conducteur voisin deux décharges successives et de sens contraire, et ils ont ainsi expliqué toutes les anomalies qu'on a rencontrées dans l'étude des décharges induites. Je crois que l'imperfection des méthodes expérimentales suffit à l'explication de ces anomalies; mais l'opinion de MM. de Wrède et Marianini n'en demeure pas moins fort vraisemblable. Pour parler plus exactement, la décharge électrique peut être décomposée en deux périodes successives : dans la première, il y a accroissement continu de la vitesse de l'électricité, et, par suite, induction inverse; dans la seconde, décaissement, et, par suite, induction directe. Les deux périodes ne sont probablement pas identiques, et, par suite, les deux décharges qui leur correspondent peuvent avoir des propriétés différentes.
Or il résulte de nos expériences: i°que, toutes les fois que le circuit induit est entièrement continu, la décharge induite ne communique qu'une polarisation insensible à deux lames d'un métal peu oxydable, plongées dans un liquide déconiposable ; 9° que, toutes les fois qu'il y a dans le circuit une solution de continuité de quelques
O Repertorium der Phyiik, t. VI, 18/12.
W Annalet de chimie et de phyriqtie, 3 e série, t. XI.
millimètres, la décharge produit une polarisation très-sensible qui paraît indiquer une induction directe. Ne peut-on pas en conclure : t° que dans les deux décharges successives qui sont censées constituer la décharge induite il circule la même quantité d'électricité W ; 9° que la vitesse de l'électricité, et, par suite, la tendance à vaincre la résistance des corps mauvais conducteurs, sont plus grandes dans la décharge directe que dans la décharge inverse ? On explique ainsi non-seulement le sens de la polarisation, mais encore ses variations d'intensité. En effet, la décharge inverse ne peut avoir la même intensité pendant toute sa durée : il n'y en a donc qu'une partie qui soit arrêtée par l'interruption du circuit induit; mais cette partie est d'autant plus considérable que l'étincelle a un plus grand intervalle à franchir. L'excès de la décharge directe sur la décharge inverse peut donc être augmenté par une cause qui tend évidemment à affaiblir l'effet total de l'induction.
Pour expliquer maintenant les irrégularités qui se sont produites dans les expériences où le circuit induit n'était interrompu qu'en un seul point, je rappellerai un fait bien connu des physiciens, et que les expériences de M. de la Rive ont particulièrement mis en évidence (2) : c'est qu'il est plus facile de produire l'arc lumineux voltaïque entre une pointe et une surface plane, lorsque la pointe est en rapport avec le pôle positif, que dans le cas contraire. On en peut conclure, par analogie, qu'une décharge électrique doit franchir plus aisément l'intervalle d'une pointe à la surface d'un liquide, si le fluide positif est dirigé de la pointe au liquide, que s'il est dirigé du liquide h la pointe, et ce principe explique entièrement les anomalies de mes expériences. En se reportant au tableau de la page 17, on verra, en effet, que la polarisation a été toujours dans le sens de la décharge induite directe, lorsque cette décharge a été dirigée de la pointe au mercure, à travers l'air; dans le cas contraire , il est souvent arrivé que pour de petites distances la décharge
(1 > Cette hypothèse est entièrement conforme au théorème énoncé par M. Wilhelna Weber dans ses recherches sur la théorie des phénomènes d'induction, et d'après lequel le développement ou la cessation d'un courant (ou d'une décharge) d'intensité donnée induirait la même quantité d'électricité. ( W. Weber, Electrodynamiêche Maatbettimmungen; Leipzig, 1866.)
W Comptée rendue de V Académie det friencet, t. XXII.
inverse Fa emporté; mais, pour des distances un peu considérables, la supériorité de la décharge directe a reparu. Afin de ne conserver aucun doute sur cette explication , j'ai déterminé , pour diverses intensités de la décharge inductrice, la distance maxima que pouvait franchir l'étincelle d'induction , et j'ai constamment trouvé deux valeurs fort différentes de cette distance, suivant la direction de la décharge inductrice. Ainsi, pour une distance explosive de la batterie égale à 1 millimètre, la distance maxima était de 7 mm ,a5 si la décharge induite directe allait de la pointe au mercure , et de 5 millimètres dans le cas contraire; pour une charge triple de la batterie, on trouvait 9 4 n,n \5 dans le premier cas, et ao millimètres dans le second.
L'influence de la forme des conducteurs entre lesquels on fait partir l'étincelle d'induction peut encore être rendue évidente en substituant au système d'une vis et d'une capsule de mercure deux sphères métalliques qui peuvent être approchées ou éloignées l'une de l'autre à volonté. La loi générale des phénomènes est encore la même, mais les étincelles cessent de passer, pour une distance beaucoup moindre que dans les expériences précédentes. Déplus, lorsque la distance des sphères est très-petite, il arrive assez souvent que la décharge inverse l'emporte sur la décharge directe, probablement par suite de l'influence de petites irrégularités superficielles qui font l'office de pointes. Dans les expériences où j'ai interrompu le circuit induit en deux points, à l'aide de deux vis micrométriques, il est arrivé quelquefois d'observer la même anomalie pour des distances extrêmement petites, les extrémités inférieures des deux vis n'étant pas exactement identiques.
Il est à peine nécessaire de faire remarquer l'analogie que nos expériences établissent entre l'action inductrice des décharges électriques et celle des courants d'induction voltaïque. M. Abria a démontré, en effet, qu'un courant induit du second ordre est composé de deux courants successifs, sensiblement égaux en quantité, mais différents en intensité, l'un inverse et l'autre direct. Le courant direct prédomine de la manière la plus évidente, si le circuit du second ordre n'est pas parfaitement continu (1) .
• l > Annales fie chimie et (te physique, V smo, t. VII.
Il n'y aurait presque rien à changer à tout ce qui précède, si l'on admettait, avec M. Riess (l) , que la décharge d'une batterie est la succession de plusieurs décharges d'intensités inégales. 11 suffirait de considérer la décharge induite comme la succession d'un nombre double de décharges, alternativement inverses et directes, et d'attribuer aux décharges directes une plus grande tension qu'aux décharges inverses.
On comprendra maintenant pourquoi les figures électriques, produites par M. Riess à l'aide des décharges induites, ne peuvent indiquer la direction de ces décharges. Chacune des extrémités du fil induit laissant arriver successivement sur la plaque de résine de l'électricité positive et de l'électricité négative, chacune des deux figures doit présenter à la fois les caractères des deux espèces d'électricité.
Quant aux expériences faites par M. Riess à l'aide du condensateur, rien ne parait plus facile, au premier abord, que de les répéter; en réalité, les précautions les plus minutieuses sont nécessaires, si l'on veut obtenir des résultats certains.
Les premiers essais font reconnaître qu'on doit se servir exclusivement d'un condensateur à lame d'air. Lorsqu'on emploie un condensateur à lame de verre, une partie de l'électricité de l'a décharge induite passe toujours des plateaux sur la lame, et y demeure après l'expérience, de façon qu'on est exposé, dans l'expérience suivante, à des erreurs de deux espèces. Si l'électricité n'a pas pénétré trèsprofondément dans la lame, une portion retourne sur les plateaux dès qu'ils sont remis en contact. Si, au contraire, la lame est électrisée dans une assez grande épaisseur, elle se comporte, par rapport aux plateaux, comme un véritable électrophore et les charge d'électricités contraires à ceUes des faces avec lesquelles ils sont en contact. Lorsque ensuite l'électricité due à l'induction arrive vers les deux plateaux , elle n'est pas toujours en quantité assez grande pour détruire l'effet de cette cause d'erreur. Cette double influence a été très-clairement signalée par M. Riess (2) . Même en faisant usage d'un condensateur à lame d'air, on a à craindre que les supports de verre
(1 * Poggendorjf'ê Annalen der Phygik twd der Chemie, (. LUI. (,) Rtprflarinm der Phytik, t. VI.
des plateaux ne produisent des phénomènes analogues. Il est indispensable d'interrompre fréquemment la série des expériences» afin de Yoir si les plateaux, une fois déchargés, ne sont pas chargés de nouveau, au bout de quelques minutes, par l'électricité des supports.
Il n'est pas moins nécessaire de soustraire le condensateur, ainsi que l'électroscope , à l'influence de l'électricité libre de la machine et de la batterie. On se ferait difficilement une idée des erreurs dues à cette influence, si on ne les constatait pas soi-même. Le seid moyen de les éviter est de placer le condensateur à une trèsgrande distance de la machine et de la batterie, ou plutôt dans une autre pièce, les fils conducteurs de la décharge arrivant, par des tubes de verre, à travers le mur. J'ai constamment adopté cette disposition dans mes expériences, et je me suis assuré qu'on pouvait maintenir la machine chargée au maximum, aussi longtemps qu'on le voulait, sans que les plateaux du condensateur fussent sensiblement électrisés.
Enfin , si la décharge induite tend à charger les deux plateaux du condensateur d'électricités contraires, on verra plus loin qu'une autre cause, la décharge latérale, tend à les charger d'électricités semblables. Il est, par conséquent, nécessaire de disposer les expériences de telle façon que la décharge induite doive être très-intense et la décharge latérale très-faible. Les grandes spirales de nos expériences satisfont à la première condition, et la seconde est également satisfaite, si l'on ne donne jamais une grande tension à l'électricité accumulée sur l'armature interne de la batterie. Enfin, il est convenable de recevoir une étincelle sur chacun des plateaux du condensateur à lame d'air, et de ne tenir compte que des expériences où ces plateaux présentent des électricités contraires.
Lorsque toutes ces précautions sont prises , la charge du condensateur indique le plus souvent la prédominance de la décharge directe; mais quelquefois, ainsi que l'a remarqué M. Riess, les plateaux paraissent chargés par la décharge inverse; quelquefois aussi, après une étincelle d'induction assez forte, il n'y a pas d'électricité sensible sur les plateaux. Ces anomalies me paraissent évidemment s'expliquer par l'influence de la forme et de la distance des conducteurs, d'où l'étincelle passe sur les plateaux : la décharge directe
doit, en général, l'emporter sur la décharge inverse, en raison de la plus grande tension; mais il peut arriver que, dans certains cas. les irrégularités des surfaces métalliques rendent plus facile le passage de la décharge inverse. Il serait nécessaire, pour vérifier cette hypothèse, de faire une série d'expériences où l'on ferait arriver les étincelles par des pointes dont la distance à la surface des plateaux serait rigoureusement déterminée. Je n'ai pas eu à ma disposition les appareils nécessaires à cette recherche.
Enfin, les expériences de M. Knochenhauer semblent indiquer la supériorité de la décharge inverse sur la décharge directe. Néanmoins, il est possible d'en concilier les résultats avec ceux de mes propres expériences. En effet, si la décharge directe ne commençait qu'à l'instant où la décharge inductrice est terminée, il est clair que les variations de réchauffement du thermomètre dépendraient uniquement de la combinaison de la décharge inductrice et de la décharge inverse. Cette hypothèse est évidemment inadmissible; mais il est très-possible que la décharge directe finisse quelques instants après la décharge inductrice, et qu'une partie seulement de cette décharge influe sur les expériences, tandis que la totalité de la décharge inverse contribue au résultat. L'effet de la décharge inverse doit donc prédominer, bien que, dans d'autres expériences, la décharge directe doive paraître la plus forte.
Au reste, en modifiant l'application du principe de M. Knochenhauer, on peut arriver a des conclusions opposées à celle de ce physicien. Si , au lieu de faire passer simultanément la décharge inductrice et la décharge induite par un thermomètre à air, on leur fait traverser le système des deux vis inicrométriques et des deux capsules de mercure qui a été précédemment décrit, on trouve que l'étincelle peut franchir une distance beaucoup plus grande si la décharge induite directe et la décharge inductrice circulent dans le même sens que dans le cas contraire. Ainsi, pour une distance explosive de la batterie égale à 9 mm ,5o, les spirales étant séparées par une distance d'environ iâ millimètres, j'ai vu l'étincelle franchir un intervalle de 19 millimètres dans le premier cas, et de 2 œm ,5o dans le second; pour une charge double de la batterie, les intervalles maxima ont été de 46 millimètres dans le premier cas,
et de 1 o mm ,3 8 dans le second. Si Ton raisonnait de la même manière que M. Knochenhauer, on conclurait de ces expériences que la direction de la décharge induite est semblable à celle de la décharge inductrice. Ce sujet mérite d'être étudié de nouveau.
