Propagation de l'électricité à travers l'huile de paraffine

(1)

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Propagation de l’électricité à travers l’huile de paraﬀine

G. Gouré de Villemontée

To cite this version:

G. Gouré de Villemontée. Propagation de l’électricité à travers l’huile de paraﬀine. J. Phys. Theor.

Appl., 1914, 4 (1), pp.770-786. �10.1051/jphystap:019140040077000�. �jpa-00241949�

(2)

770 PROPAGATION DE L’ÉLECTRICITÉ ^A TRAVERS L’HUILE DE PARAFFINE (1) ;

Par M. G. GOURÉ DE VILLEMONTÉE

L étude actuelle est la suite de celle que j’ai publiée ^{dans le} ^tTo ^ur-

de Physiquc (2), ^sur ^la propagation de l’électricité à travers les

liquides mauvais conducteurs.

Les expériences ^suivantes ^ont ^été ^faites ^sur l’huile de paraffine ^de

densité 0,876 ^à ²⁴ ^C. fournie par la maison Poulenc telle qu’elle ^a

été livrée. Le liquide ^était placé ^entre ^deux cylindres ^de ^laiton ^mon-

tés à l’intérieur l’un de l’autre de manière _que les axes coïn- cident. L’ensemble formait un condensateur.

Les dimensions des condensateurs employés ^ont ^{été :}

Ou charge l’armature externe par des éléments Gouy, par des éléments Daniell, par ^des accumulateurs. On mesure par ^une n1éthode de zéro les quantités d’électricité qui apparaissent ^sur

,

l’armature interne à l’aide :

1° D’un électroinètre à quadrants ^Mascart, ^amorti par des aimants ;

o D’un électromètre à quadrants, système ^MouHn.

PRE,,Nllf,,’P,li-’ l’AIITIE Charges ^de longue ^durée.

" POTENTIEL MAINTENU CONS!ANT scn LES DEUX

L’ensemble des appareils ^est disposé ^comme l’ixldltltae ^{le schéma}

s,.itvant (li g, 1). C, condensateur ; (’, pile ^de interrupteur

Communication faite à la Société de Physique ^a ^la ^séance ^du ^t juin ^1915.

1~J série, ^t. V, _{p. 403.}

^’

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphystap:019140040077000

(3)

771 formé de marteaux de platine reposant ^sur des enclumes de platine ; E, électromètre ; Q, quartz piezoélecurique.

FIG, 1,

A l’état de repos, ^toutes les pièces ^sont ^au ^{sol. On} règle l’électromètre de manière que la charge ^de l’aiguille par ^l’un des pôles ^d’une ^batterie d’accumulateurs Ac, l’isolement des qua- drants reliés à l’armature interne du condensateur, le jeu de l’inter- rupteur ^sans charge ^ne produisent ^aucune déviation. Ces conditions

vérif ées, ^au _temps zéro, ^on abaisse simultanément les leviers ab des

interrupteurs 1, les communications âvec le sol sont rompues, l’ar- mature externe reliée au pôle ^de charge êst portée êt ^maintenue âu potentiel V, l’armature interne est mise en communication avec une

paire ^de quadrants de l’électromètre, l’aiguille ^est déviée. On clierclie

quelle traction p ^{il faut} exercer sur le quartz pour ^ramener l’aiguille

au zéro. La.quantité d’électricité dégagée ^sur ^le quartz ^est propor- tionnel au poids ^{tenseur p.}

Le tableau suivant contient les nombres relevés dans une expé-

rience faite avec le condensateur C, ^à ^la température 18,lâ ^{C. L’ar-}

mature externe a été portée âu potentiel ^Y ^_-.- Ît,l ^î volts. La pre- mière colonne renferme le temps 1 compté ên ^secondes êt ^minutes depuis ^le ^moment ou la communication de l’armature externe avec le

pôle ^{de la} pile ^P â ^été ^établi jusqu’au ^moment ôù ^la compensation â

été réalisée. Les nombres de ^la dernière colonne sont les valeurs de

la traction ~~ évaluée ^en gran1mes.

(4)

772 Les mesures faites pour déterminer ^la déperdition ^et ^la sensibilité ’

^*

ont montré que les [poids p ^sont ^évalués ^{à 30} grammes près, ^le tenips t ^{à 1} 0/0 ^et-les potentiels V ^à 0,01 près.

Si l’on représente par Qt ^la quantité d’électricité dégagée ^sur

l’armature interne pendant ^le temps t, par K la ^constante de quartz. :

La quantité d’électricité dégagée ^sur l’armature interne pendant

l’unité de temps, par l’établissement ^et le maintien d’un potentiel égal ^à ^un volt-; est, par suite :

RESULTATS. --- 1° Variations du

^-

1*1 o ti rsuivre les t

variations de N’t ^en ^fonction ^du ^temps, ^j’ai construit des courbes en

portant ên abscisses les temps t êt ên ordonnées les quotients Vi, ^Vt

La courbe 2) ^est construite avec les nombres du tableau l.De

l’origine ^des temps ^{à 1} minute, ^les ^ordonnées décroissent avec une

extrême rapidité ^et donnent naissance à une branche asymptote ^à

Lorsque ^le temps t augmente ^{de 1} ^{à 7} ^minutes environ, ^la ^varia-

tion moins rapide des ordonnées indique ^une période de transition

au delà la ligne ^se prolonge par ^une partie rectlligne ^dont ^{le coef-}

ficient angulaire ^est ^inférieur ^à ^0,0~?.

(5)

773 Pour élargir ^l’étendue correspondant ^au ^début, il convient d’en1-

~

F IG. 3.

ployer ^comme coordonnées ^les logarithmes: loge t ^et

(6)

774 courbe 3), ^tracée ^avec ^ce ^dernier système, ^est formée d’une

partie rectiligne ^inclinée ^sur ^0,); correspondant ^aux variations de l 1

de zéru à douze minutes, ensuite d’une partie ^infléchie ^et ^finalement

d’une partie rectilig ne ^très peu inclinée ^sur 0~.

L’équation ^{de la} partie rectiligne ^{est :}

d’où

ou

e base des logarithmes népériens, ci ^{et b} ^deux constantes.

La même méthode ^a été appliquée ^dans ^toute la suite pour discu- ter les résultats directs des expériences ^et déduire les conclusions énoncées.

2 ^(lit résultat.

^-

â. â. La loi des ^L,-t ^loi des var’atioils variations de 2013 de â ^été yt â é té trouvée la mème en répétant l’expérience ^à ^des époques différentes et avec des durées de charges différentes (26 ^minutes, ³⁵ ^minutes,

37 minutes, 1B5 minutes, 311,1.2 minutes).

b. Les variations du rapport £ _t ^en fonction du temps après ^une

durée de eliar-cye t,, ^sont ^les ^mêmes dans les deux cas suivante 1° lorsque, dans l’intervalle de temps ^de ^{zéro à} t,l, ^on annule la

charge ^de l’armature interne à des intervalles de temps irréguliers

par la traction du quartz; ^2° lorsqu’on ^{annule la} charge, pendant ^le

’

même intervalle de temps, par ^une communication directe de l’arma- ture interne avec le sol.

c. Les variations du rapport £ _t ^{sont les} ^mémes, ^lorsqu’on ^porte

l’armature externes au potentiel ²⁰ ^volts par ^une batterie d’accumu- lateurs de résistance intérieure négligeable ^et lorsqu’on porte ^la

même armature au potentiel 20,8~ volts par ^une batterie d’éléments de pile de résistance intérieure d’environ 150 ^ú}.

d. La loi de variation du rapport ~~ ^est indépendante ^{des dimen-}

sions du condensatetir.

(7)

775 3° Loi des forces electromol,rices.

^-

J’ai énoncé dans le mémoire cité (1) ^la ^loi suivante : -. « Les quantités d’électricité dégagées ^sir

l’armature internes après ^des temps ^de charge égaux sontproportiori-

net4es aux différences de potentiel ^de charge, ^autrement ^dit ^aux

forces électromotrices. ^» NI. Boueliet (2) ^a relevé le désaccord de l’énoncé précédent ^avec les résultats des expériences ^de ^1B1. Egon ^N-Cn

Schweidier (3) ^sur le toluène.

J’ai repris ^les recherches ^en portant successivement l’armature

,

externe du condensateur C5 ^aux potentiels ^{suivants :}

8 v, 3} ^{20 volts} 2o",15

J’ai trouvé des résultats semblables à ceux des premières expé-

riences.

Gaugain, Propagation ^de l’électricité dans les condu(’teurs 11lC-

diocres (An. ^{de Chimie} ^et ^de ^3e ^se’.rie, ^t. LX); - ^P. ^Curi(),

Conductibilité des diélectriques liquides ^SOHS L’in fLuenee desrayons ^du

radium et des rayons Rontgen (C. ^R., ^t. CXXXIV ; 1902);

^-

M. J. Curie, Conductihiliüf des corps cristallisés ’An. de Chi1nie et de Physique, ^6e ^sei-ie, ^{t. B Vs} I 1 1 ; 1889) obtiennent le même résultat dans des limites beaucoup plus ^Ptenduec.

L’ensemble de ces 1ravaux prouve que la loi êst vraie dans les limites de charge ôii ^les expériences ônt ^été ^faites.

4~ dl s faits ôbservés âvec ^l’huile ^de paraffine êt ^dcs

résultats obtenus avec les diéiect> iqttes ^solides.

^-

La méthode ado7p-

tée dans les expériences ^prèc, ^dentés êst ^la méthode choisie par 1VT. J. Curie pour étudier ta uonductibilité des corps cristallisés (4~. Ên rapprochant la cuurbe 3 résumant les expériences âvec ^l’huile ^de paraffine ^de ^la ^couil)e ên logarithmes ^résumant ^les expériences

faites sur le verre par ^{M. J.} Curie, j’ai constaté la similitude de forme des deux lignes. ^La ^même analogie ^existe ^entre les résultats des experiences ^{de fless} ^sur ^la gutta, ^la paraffine, le caoutchouc ~~’~,.

La vitesse des variations seule dinere.

(1) ^{J. cle} Plays., ^4e série, ^t. V, p 416.

(2) ^{J. de} l’hys., ^4" série, ^t. VIII, p. 664.

(3) ^??M ^6r Ps?’, ^t. IV ; ^i90i.

(3) ^Drude’s AnnaLen der Physik, ^t. IV ; ^1901.

(4) An. de Ch. et de Physique, ^6e série, ^t.

(5) J, ^de Phys., ^3~ série, ^t. Il. p. 149.

(8)

776 2° ARMATURE EXTERNE MAINTENUE A UN POTENTIEL CONSTANT.

ARMATURE INTERNE ISOLÉE.

La loi des variations de charge de l’armature externe a été trou- vée la mêmes : 1° lorsque l’on compense constamment l’électricité apparue par ûne charge égale êt contraire, ^comme îl â ^été dit ;

2° lorsque l’on maintient l’armature interne en communication avec une paire ^de ^secteurs ^isolée de l’électromètre et lorsque l’on déduit la charge ^d’une graduation préalable de l’électromètre. Toutefois les

charges développées ^sur l’armature interne dans le premier ^cas ^sont plus grandes que les charges ^mesurées ^dans ^le ^second après ^des

intervalles de temps égaux.

DEUXIÈ1B1E ^PARTIE.

Charges ^{de très} ^courte ^durée.

^-

Phénomènes de début.

Le développement ^de ^la charge ^de l’armature interne au début de la charge de l’armature externe est, d’après ^ce qui précède, ^extrê-

mement rapide. J’ai cherché à en suivre l’évolution dans les cas

suivants avec les condensateurs cylindriques longs ^CL.

il CHARGES TOTALES DÉGAGÉES SUR L’ARMATURE INTERNE PAR DES CHARGES DE TH ES COURTE DURÉE DE L ARMATURE EXTERNE C. METHODE. 2013 Conunutateur (fig. 4).

^-

Les extrémités fe, fi ^de

deux fils de nickel reliés,l’un ^à l’armature externe, ^l’autre ^à ^l’armature interne du condensateur cylindrique,sont ^fixées ^aux extrémités d’une barre horizontale AB, dont le milieu est maintenu dans un étrier.

Cet étrier est soudé à un fil d’acier tendu verticalement entre deux

pinces ^montées ^{sur un} support ^solide ên fonte. Le mouvement de la barre entraîne les fils qui traversent le mercure de cuvettes reliées la première c, âu sol, ^la ^seconde c. ^à l’un des pôles ^de ^la pile ^de charge, la troisième c, ^à l’électromètre et par suite établit ôu inter-

rompt les communications au moment voulu.

Pour réduire la durée de charge ^à ^une ^fraction ^très petite ^de

seconde, ^un ^fil ^formant pont ^établit ^la communication entre les cu-

(9)

777 vêtues c., cj pendant la durée du passage des branches du pont ^dans

le mercure des deux cuvettes. La durée de l’établissement du pont

et par suite la durée ⁰ ^de la charge ^est réglée par le déplacement ^du

chariot d’une machine à diviser, ^sur lequel ^est ^montée ^la cuvette c;?

4.

,

Avant l’expérience,un ^arrêt maintient la branche AB, ^{les fils} f i, fi,

et par suite les armatures externes et internes en communication

avec les cuvettes reliées au sol. Un déclanchement mécanique

laisse le pendule ^libre, ^les ^fils ^{te, fi} quittent ^les ^cuvettes c~, c,, tra- versent les cuvettes de charge ^C2, C3 l’armature externe est chargée,

l’armature interne est alors reliée par fi ^à l’armature x d’un conden- sateur 11~ dont la seconde armature ~ ^est ^rattachée ^à l’électromètre et

au quartz. Une lame l formant ressort culbutée _{par la} branche A

empêche ^le ^retour ^de Â13 êt ^maintient ^fi ên communication âvec ^(Z.

On cherche quelle traction ^{il faut} exercer sur le quartz pour

ramener l’aiguille ^au ^zéro.

La communication de l’armature interne avec u est maintenue

depuis ^le ^moment ^de ^la charge de l’armature externe, ^la charge

mesurée sur ~ ^est ^donc égale ^à ^la charge ^totales développée ^{sur «} depuis ^le ^moment ^de ^la charge de l’armature externe jusqu’à ^{la fin}

de la mesure de la charge développée ^sur l’armature interne.

(10)

778 . DISCUSSION DE L’EXPÉRIENCE. - 1°

Deux séries d’expériences ^ont ^été ^faites ^avec ^{le même} condensateur

C~ L à deux années de distance, la seconde série a été faite avec

l’appareil transformé et perfectionné, ^les différences entre les résul- tats sont de l’ordre de grandeur ^des ^erreurs d’expérience.

2° Durée 1nini1na de

^-

La durée de charge ^la plus ^courte

que j’ai pu réaliser ^a ^été 0~’’,00028. Cette durée a été reproduite ^dans

deux séries d’expériences ^faites ^à ^deux ^années d’intervalle avec les condensateurs Ci L, C~L, ^les différences des résultats ont été infé- rieures aux erreurs d’expérience.

c. RÉSULTATS. 2013 Quatre ^séries d’expériences ^faites ^{à des} époques

différentes avec le même condensateur C ~ L ônt âmené âux ^mêmes

conclusions. Les résultats de la quatrième ^série ^{sont :}

La ligne construite en prenant ^comme coordonnées log, 0 ^et _{v 0}

est une droite dont le coefficient angulaire ^{est a =} ^0,98. ^{La loi} ^de

variation est donc :

ou sensiblement :

2° CHARGES DEGAGEES SUR L’ARMATURE INTERNE PENDA1T LES DURÉES

DE CHARGE DE L’ARMATURE EXTERNE.

La durée de communication de l’armature interne avec les appa-

reils ^de ^{mesure a} ^été ^limitée ^(le charge ^due

e:r:terne par l’emploi : ¹⁰ ^d’un interrupteur ^à ^{chute ;} ^{2° d’un} interrup-

teur pendulaire.

(11)

779 PREMIÈRE SERIE.

^-

Interrupteur ^{cz chute.}

^--

^Les armatures externe

,

et interne sont reliées respectivement ^à deux fils de nickel tc,fl ^mon-

tés sur l’équipage ^mobile d’une machine d’Atwood. A’l’état de repos, les extrémités des fils sont plongées dans deux tubes à essai, remplis ^de ^mercure. ^Avant ^les expériences, ^toutes ^les pièces

sont au sol. Au moment d’une expérience, ^un levier formant bas- cule : 1° sépare du sol les armatures du condensateur cylindrique;

~° établit la communication du ^mercure de l’un des tubes avec le

pôle ^{de la} pile ^de charge ; ^3° détermine le mouvement de l’équipage

de la machine d’Atwood; provoque ^la sortie des fils 1,,r, ^du ^mer-

cure. La charge de l’armature externe et la communication de l’ar- mature interne avec le plateau 7. du condensateur m durent seule- ment pendant ^le ^teinps employé par /°~ fI pour sortir ^du ^mercure des tubes correspondants.

La durée de charge ^a ^été déterminée ^par ^une ^méthode graphique.

RÉSULTATS. - Le tableau suivant contient les résultats d’expé-

^’

riences faites avec le condensateur C~ L. ^Les ^nombres de la seconde colonne sont les moyennes ^d’un grand ^nombre d’expériences, ^les

écarts entre les nombres dont j’ai pris les moyennes étaient compris

entre 0 et 35 grammes.

_ ._ _ _ _ -

La loi de variation déduite co mme précédemment ^{est :}

VT

^.

0,99.

Par suite, ^en négligeant la différence entre 0,99 ^et ^{1 :}

Les résultats sont les mêmes lorsqu’on supprime le condensateur

m et lorsqu’on ^relie directement l’armature interne à l’électromètre.

DEUXIÙME SÉRIE.

^--

Interrupteur pendulaire de tors£oll.

^-

Pour

(12)

780 réduire la durée des communications de l’armature interne avec les

appareils ^de ^mercure ^à ^{la durée} ^de charge de l’armature externe un nouveau fil f~ ^rattaché ^au plateau ^« du condensateur 0153~ ^est ^fixé ^sur

la branche B du pendule de torsion à une très petite ^distance ^de fi (fey. 5). La liaison du plateau ^ce ^et de l’armature interne est réduite à la durée du contact simultané des fils fa, fi ^{avec une} ^lame triangu-

laire de laiton 1~. Cette lame est placée de manière à obtenir la

1 FIG. ^5.

simultanéité d’une part ^{de la} charge de l’armature externe par le

passage ^{de fe} ^{sur le} êt ^d’autre part de la liaison du plateau â. êt ^de

l’armature interne du condensateur. Toute communication de l’ar- mature interne avec le plateau ^oc cesse avec la fin de la charge ^de

l’armature externe. Le fil fa îsolé après âvoir quitté l2 êst âmené ^par

le pendule sur Z3 qui établit la communication de fa ^avec ^{l’électro-} mètre et le quartz.

Les cuvettes à mercure de l’interrupteur précédent ^sont rempla-

cées par des lames triangulaires ^de laiton, ^le condensateur fixe m est

remplacé par ^un condensateur à plateaux ^mobiles «~3.

Les mouvements réalisés sont les suivants : 1° déclanchenient

mécanique ^de AB ;. ° ^isolement ^de toutes les pièces; ^3° ^simultané-

,

(13)

781 ment liaison de l’armature externe avec le pôle ^de charge ^et ^commu-

nication de l’armature interne avec le plateau ce ^du condensateur 1° isolement de l’armature externe, séparation de l’armature interne et du plateaux, ^5° établissement de la communication du plateau 7.

avec l’électromètre ; ^6° soulèvement du plateau ~ ; ^7° traction du

quartz par ^un poids p de manière à ramener au zéro l’image ^{de l’élec-}

tromètre déviée _par la charge ^venue de l’armature « et par suite ^de l’armature interne du condensateur cylindrique.

Tous les mouvements sont commandés successivement et automa-

tiquement par le déclanchement d’un treuil ^avec cordes et poulies ^de

renvoi et sont effectués en quelques fractions de seconde.

La durée de charge ^T ^est ^déduite ^de ^{la durée} d’oscillation du pen- dule et de l’étendue de la lame 1, rencontrée par f,,.

^~

La réalisation de la comparabilité ^des expériences ^est ^une ^{des dif-}

ficultés des expériences. Je l’ai obtenue : 1° en enfermant tous les

appareils ^dans ^une ^armoire ^{dont les} parois étaient entièrement cou-

vertes de fenilles de tôle ou d’étain reliées au sol ; ^~° ^en supprimant

tout emploi d’électricité soit pour l’éclairage, soitpour la ^manoeuvre;

.~° en produisant ^tous ^les mouvements à distance par des transmis- suions purement 111écaniques; 4° ^en ^renonçant ^{même à} l’emploi ^de

bec de gaz dans le voisinage ^des appareils. ^{Il faut} ^en ^outre que les

ruptures ^de ^contact âient ^lieu, âutant que possible, par ârrache-

ment sans glissement. ^Le glissement de lamelles flexibles trop

longues ^{fixées à} fi ^et f«, ^leur déformation au moment du passage ^sur les lames fixes [2’ ~3 déterminent des déplacements ^de l’image ^de

_

l’électromètre d’un grand nombre de divisions de l’échelle.

Avec les précautions indiquées, ^les expériences ^faites ^avec ^un

méme interrupteur ^sont comparables.

SENSIBILI rÉ.

^-

Une traction de un gramme détermine ^un dépla-

cement de ^un millimètre de l’image ^sur l’échelle. Les résultats d’une

série d’expériences faites dans ces conditions ont été :

(14)

782 d’autres séries ont été faites avec le même potentiel ^et les durées de

charg,e :

chaque ^série amène à la même conclusion, la loi de variation des.

charges ^{est :}

avec

⁼

0,96 ^ou ^très approximativement :

CONCLUSIONS. 2013 La charge brusque de l’armature externe produit

une charge brusque de l’armature interne. Cette charge ^est ^suivie

d’un développement ^lent d’électricité pendant les millièmes de seconde qui ^suivent ^la charge instantanée .

-La traction compensatrice ^p variant lentement après ^les premiers

millièmes de seconde, ^le quotient _vo _V infiniment grand, lorsque ^e ^devient lOnfinirnent petit.

On retrouve la distinction établie par M. J. Curie (loc. cit. ) ^entre

la charge brusque correspondant âu pouvoir înducteur spécifique êt

la charge ^lente désignée ^sous ^le ^nom ^de charge résiduelle.

TROISIÈME PARTIE.

Relation entre les charges ^des ^armatures externe et interne.

Expériences ^faites ^en portant l’armature externe du condensateur

cylindrique C , lj ^au potentiel ^V ^{= - 2} ^{volts :}

1° La durée de charge ^de l’armature externe étant 0111,00065, ^le

signe ^{de la} charge de l’armature interne est le même que le signe ^de

la charge ^de l’armature externe ;

2° La valeur absolue de la charge ^mesurée ^sur l’armature interne

ne dépend pas ^du signe ^{de la} charge de l’armature externe ; ^, 3° La charge ^de l’armature interne séparée ^de l’armature externe par la couche d’huile de paraffine ^est plus faible que ^la charge ^de

l’armature externe et augmente ^avec ^la ^{du rée} ^de charge ^de ^l’arma-

(15)

783 ture externe. La variation due à la pénétration ^des charges ^à ^travers

l’huile de paraffine ^est inappréciable, lorsque ^{la durée} ^de pénétration

est Osel’ ,0032;

40 En chargeant l’armature externe pendant Ole,,OO195 ^et ^mesu-

rant par compensation ^la charge de l’armature interne après ^des

intervalles de temps compris ^entre ³⁵ ^secondes ^{et 5} minutes, j’ai

constaté que ^la charge de l’armature interne réduite à zéro après

llt) secondes reparaissait ^avec affaiblissement après ⁵⁰ secondes. La

charge compensée après ⁵⁰ ^secondes ^est ^de ^nouveau ^sensible après

1 minute 10 secondes et ainsi de suite jusqu’à 3 ^minutes ³⁰ ^secondes.

Les quantités d’électricüé q

⁼

Kp

qui apparaissent ainsi successi-

q Vt .

vement sur l’armature interne décroissent avec le temps t ^écoulé

depuis ^le ^moment ^{de la} charge de l’armature externe suivant la rela- tion :

,

Yt

- ,

avec a

⁼

0,73. La variation lente de la décharge correspond ^à ^la

variation lente de la charge.

, .

QUATRIÈME ^PART1E.

Influence de l’épaisseur ^du diélectrique.

Deux périodes particulièrement intéressantes sont mises en évi- dence _{par les} expériences précédentes : ^la période ^{de début} ^corres- pondant ^à ^la charge brusque ; ^la période ^finale correspondant ^à ^la charge long ue. J’ai cherché quelle ^est l’influence de l’épaisseur ^du diélectrique ^dans ^ces ^deux ^cas.

1.

^--

PÉHIODE INITIALE.

cle extrê1ne1nent courte.

Les expériences ^{ont été} ^faites ^sur les condensateurs G2I,.

a. Rapport ^des ^totales.

^-

^Le potentiel ^de charge ^de ^l’ar-

mature externe étant J,36 volts, ^les quantités d’électricité dévelop-

,

(16)

784 pées ^sur ^les ^armatures ^internes après les durées de charge

des armatures externes ont été mesurées par la méthode développée précédemment (deuxième partie, ^division 1 j. ^J’ai déduit de l’étudie des courbes que ^le rapport ^des charges ^totales développées ^sur ^les

armatures internes depuis ^le ^moment ^de ^la charge de l’armature externe jusqu’à la fin de la mesure de la charge de l’armature in-

,

terne est un.

h. Le rapport ^des charges développées ^sur ^les ^armatures internes, pendant ^la ^de charge ^des externes, ^cette ^durée ^étant la même pour les ^deux condensateur, ^a ^été déduit des deux groupes

correspondants d’expériences de la deuxième partie, division II.

CROUPE.

^-

faites ^avec interrupteur ^{CG chute.}

-

Les variations du rapport ^des quotients , 1 T , ^BT/) ¹ ⁱ ^et T‘ / ^V,7, ^corres-

pondanis ^aux ^deux condensateurs sont :

faites ^avec interrupteur pendu-

laire de torsion.

^--

Une nouvelle série d’expériences ^a ^été ^faite ^avec l’interrupteur pendulaire de torsion complètement ^remonté ^{dans le}

but de vérifier les résultats précédents.

Le potentiel ^de charge ^de l’armature externe a été -- 2 volts. La

mesure des quantités d’électricité développées ^sur ^les ^armatures ^in-

ternes a été faite alternativement ^sur les deux condensateurs

C2L chargés par ^{le même} pôle, ^avec ^{le même} interrupteur ^à ^des ^in-

tervalles de temps ^aussi ^courts ^que possible. L’égalité des nombres trouvés avec un même condensateur C~ ^lj ^{avant et} après ^la ^mesure

faite sur C2 L ^a ^été vérifiée pour contrôler le jeu ^des appareils. ^Les

(17)

785 charges comparées ^sont ^les charges ^mesurées directement dans

chaque expérience ^et non les moyennes.

Les durées de charge ^des ^armatures ^externes ayant ^{été :} première série :

Deuxième série :

J’ai trouvé que ^la valeur du rapport ^des charges développées ^sur

^,

les armatures internes, pendant ^la ^{durée de} charge ^des ^armatures

externes, ^cette durée étant la même pour les ^deux condensateurs. est

un

En résume, la valeur du rapport ^des charges, dans les limites des

expériences, ^est ^un.

II.

^-

PEHÏODE FINALE.

Charges ^de longue ^dure’e.

Lorsque la durée de charge augmente, ^le rapport vi ^tend ^{vers une}

valeur éonstante. Les valeurs des rapports correspondants ^à ^une

même durée t de charge ^des armatures externes sont faciles à déduiire des courbes. Le tableau suivant contient les valeurs des rapports ^des quotients correspondants ^aux condensateurs dont les noms sont ins- crits dans la première colonne. La seconde colonne contient les

temps t ^écoulés depuis ^le ^moment ^de ^la charge de l’armature externe jusqu’au ^moment de la détermination du poids ^p. ^Dans ^la quatrième ^colonne ^sont inscrites les valeurs du rapport inverse des

épaisseurs ^du diélectrique ^dans ^les condensateurs employés.

Les potentiels ^de charge ônt ^été compris êntre ^0,24 êt 8,34 ^volts.

(18)

786 L’ensemble des nombres montre :

rz. Que ^le rapport ^des charges ^trouvées ^sur ^les ^armatures ^internes ,des deux condensateurs varie dans un même sens avec la durée de

charge de l’armature externe ;

b. La valeur du rapport ^des charges ^des ^armatures ^internes après

les durées de charge respectivement ^les plus longues ^des ^armatures

externes, ^dans chaque ^série d’expériences, ^diffère ^très peu du rap-

port ^inverse ^des épaisseurs ^du diélectrique.

Les lois de la propagation ^de l’électricité à tra-

vers l’huile de paraffine ^sont ^{les lois} que M. J. Curie a établies au

sujet ^{de la} propagation ^de l’électricité à travers les corps cristallisés.

L’analogie que j’avais signalée antérieurement est confirmée et pré-

^>

cisée. Le rapprochement ^des expériences précédentes ^et des’résultats des expériences ^de Gaugain, ^de ^Hess, de M. J. Curie (loc. cit.), ^de

M. Bouty (An. de Chiniie et de Physique, ^6e série, ^t. III, XIV, XXIVr XXVII), présente ^le plus grand ^intérêt ^en ^montrant quelles ^sont ^les propriétés ^communes ^à ^tous ^les diélectriques.

’

Propagation de l'électricité à travers l'huile de paraffine

HAL Id: jpa-00241949

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Submitted on 1 Jan 1914

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Propagation de l’électricité à travers l’huile de paraﬀine

G. Gouré de Villemontée

To cite this version:

G. Gouré de Villemontée. Propagation de l’électricité à travers l’huile de paraﬀine. J. Phys. Theor.

Appl., 1914, 4 (1), pp.770-786. �10.1051/jphystap:019140040077000�. �jpa-00241949�

770

PROPAGATION DE L’ÉLECTRICITÉ A TRAVERS L’HUILE DE PARAFFINE (1) ;

Par M. G. GOURÉ DE VILLEMONTÉE

L étude actuelle est la suite de celle que j’ai publiée dans le tTo ur-

de Physiquc (2), sur la propagation de l’électricité à travers les

liquides mauvais conducteurs.

Les expériences suivantes ont été faites sur l’huile de paraffine de

densité 0,876 à 24 C. fournie par la maison Poulenc telle qu’elle a

été livrée. Le liquide était placé entre deux cylindres de laiton mon-

tés à l’intérieur l’un de l’autre de manière que les axes coïn- cident. L’ensemble formait un condensateur.

Les dimensions des condensateurs employés ont été :

Ou charge l’armature externe par des éléments Gouy, par des éléments Daniell, par des accumulateurs. On mesure par une n1éthode de zéro les quantités d’électricité qui apparaissent sur

l’armature interne à l’aide :

1° D’un électroinètre à quadrants Mascart, amorti par des aimants ;

o D’un électromètre à quadrants, système MouHn.

PRE,,Nllf,,’P,li-’ l’AIITIE Charges de longue durée.

" POTENTIEL MAINTENU CONS!ANT scn LES DEUX

L’ensemble des appareils est disposé comme l’ixldltltae le schéma

s,.itvant (li g, 1). C, condensateur ; (’, pile de interrupteur

Communication faite à la Société de Physique a la séance du t juin 1915.

1~J série, t. V, p. 403.

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphystap:019140040077000

771 formé de marteaux de platine reposant sur des enclumes de platine ; E, électromètre ; Q, quartz piezoélecurique.

FIG, 1,

vérif ées, au temps zéro, on abaisse simultanément les leviers ab des

interrupteurs 1, les communications avec le sol sont rompues, l’ar- mature externe reliée au pôle de charge est portée et maintenue au potentiel V, l’armature interne est mise en communication avec une

paire de quadrants de l’électromètre, l’aiguille est déviée. On clierclie

quelle traction p il faut exercer sur le quartz pour ramener l’aiguille

au zéro. La.quantité d’électricité dégagée sur le quartz est propor- tionnel au poids tenseur p.

Le tableau suivant contient les nombres relevés dans une expé-

rience faite avec le condensateur C, à la température 18,lâ C. L’ar-

mature externe a été portée au potentiel Y _-.- It,l î volts. La pre- mière colonne renferme le temps 1 compté en secondes et minutes depuis le moment ou la communication de l’armature externe avec le

pôle de la pile P a été établi jusqu’au moment où la compensation a

été réalisée. Les nombres de la dernière colonne sont les valeurs de

la traction ~~ évaluée en gran1mes.

772

Les mesures faites pour déterminer la déperdition et la sensibilité ’

ont montré que les [poids p sont évalués à 30 grammes près, le tenips t à 1 0/0 et-les potentiels V à 0,01 près.

Si l’on représente par Qt la quantité d’électricité dégagée sur

l’armature interne pendant le temps t, par K la constante de quartz. :

La quantité d’électricité dégagée sur l’armature interne pendant

l’unité de temps, par l’établissement et le maintien d’un potentiel égal à un volt-; est, par suite :

RESULTATS. --- 1° Variations du

1*1 o ti rsuivre les t

variations de N’t en fonction du temps, j’ai construit des courbes en

portant en abscisses les temps t et en ordonnées les quotients Vi, Vt

La courbe 2) est construite avec les nombres du tableau l.De

l’origine des temps à 1 minute, les ordonnées décroissent avec une

extrême rapidité et donnent naissance à une branche asymptote à

Lorsque le temps t augmente de 1 à 7 minutes environ, la varia-

tion moins rapide des ordonnées indique une période de transition

au delà la ligne se prolonge par une partie rectlligne dont le coef-

ficient angulaire est inférieur à 0,0~?.

773

Pour élargir l’étendue correspondant au début, il convient d’en1-

F IG. 3.

ployer comme coordonnées les logarithmes: loge t et

774

courbe 3), tracée avec ce dernier système, est formée d’une

partie rectiligne inclinée sur 0,); correspondant aux variations de l 1

de zéru à douze minutes, ensuite d’une partie infléchie et finalement

d’une partie rectilig ne très peu inclinée sur 0~.

L’équation de la partie rectiligne est :

d’où

ou

e base des logarithmes népériens, ci et b deux constantes.

La même méthode a été appliquée dans toute la suite pour discu- ter les résultats directs des expériences et déduire les conclusions énoncées.

2 (lit résultat.

a. a. La loi des L,-t loi des var’atioils variations de 2013 de a été yt a é té trouvée la mème en répétant l’expérience à des époques différentes et avec des durées de charges différentes (26 minutes, 35 minutes,

PROPAGATION DE L’ÉLECTRICITÉ ^A TRAVERS L’HUILE DE PARAFFINE (1) ;

L étude actuelle est la suite de celle que j’ai publiée ^{dans le} ^tTo ^ur-

de Physiquc (2), ^sur ^la propagation de l’électricité à travers les

Les expériences ^suivantes ^ont ^été ^faites ^sur l’huile de paraffine ^de

densité 0,876 ^à ²⁴ ^C. fournie par la maison Poulenc telle qu’elle ^a

été livrée. Le liquide ^était placé ^entre ^deux cylindres ^de ^laiton ^mon-

tés à l’intérieur l’un de l’autre de manière _que les axes coïn- cident. L’ensemble formait un condensateur.

Les dimensions des condensateurs employés ^ont ^{été :}

Ou charge l’armature externe par des éléments Gouy, par des éléments Daniell, par ^des accumulateurs. On mesure par ^une n1éthode de zéro les quantités d’électricité qui apparaissent ^sur

1° D’un électroinètre à quadrants ^Mascart, ^amorti par des aimants ;

o D’un électromètre à quadrants, système ^MouHn.

PRE,,Nllf,,’P,li-’ l’AIITIE Charges ^de longue ^durée.

L’ensemble des appareils ^est disposé ^comme l’ixldltltae ^{le schéma}

s,.itvant (li g, 1). C, condensateur ; (’, pile ^de interrupteur

Communication faite à la Société de Physique ^a ^la ^séance ^du ^t juin ^1915.

1~J série, ^t. V, _{p. 403.}

771 formé de marteaux de platine reposant ^sur des enclumes de platine ; E, électromètre ; Q, quartz piezoélecurique.

vérif ées, ^au _temps zéro, ^on abaisse simultanément les leviers ab des

interrupteurs 1, les communications âvec le sol sont rompues, l’ar- mature externe reliée au pôle ^de charge êst portée êt ^maintenue âu potentiel V, l’armature interne est mise en communication avec une

paire ^de quadrants de l’électromètre, l’aiguille ^est déviée. On clierclie

quelle traction p ^{il faut} exercer sur le quartz pour ^ramener l’aiguille

au zéro. La.quantité d’électricité dégagée ^sur ^le quartz ^est propor- tionnel au poids ^{tenseur p.}

rience faite avec le condensateur C, ^à ^la température 18,lâ ^{C. L’ar-}

mature externe a été portée âu potentiel ^Y ^_-.- Ît,l ^î volts. La pre- mière colonne renferme le temps 1 compté ên ^secondes êt ^minutes depuis ^le ^moment ou la communication de l’armature externe avec le

pôle ^{de la} pile ^P â ^été ^établi jusqu’au ^moment ôù ^la compensation â

été réalisée. Les nombres de ^la dernière colonne sont les valeurs de

la traction ~~ évaluée ^en gran1mes.

Les mesures faites pour déterminer ^la déperdition ^et ^la sensibilité ’

ont montré que les [poids p ^sont ^évalués ^{à 30} grammes près, ^le tenips t ^{à 1} 0/0 ^et-les potentiels V ^à 0,01 près.

Si l’on représente par Qt ^la quantité d’électricité dégagée ^sur

l’armature interne pendant ^le temps t, par K la ^constante de quartz. :

La quantité d’électricité dégagée ^sur l’armature interne pendant

l’unité de temps, par l’établissement ^et le maintien d’un potentiel égal ^à ^un volt-; est, par suite :

variations de N’t ^en ^fonction ^du ^temps, ^j’ai construit des courbes en

portant ên abscisses les temps t êt ên ordonnées les quotients Vi, ^Vt

La courbe 2) ^est construite avec les nombres du tableau l.De

l’origine ^des temps ^{à 1} minute, ^les ^ordonnées décroissent avec une

extrême rapidité ^et donnent naissance à une branche asymptote ^à

Lorsque ^le temps t augmente ^{de 1} ^{à 7} ^minutes environ, ^la ^varia-

tion moins rapide des ordonnées indique ^une période de transition

au delà la ligne ^se prolonge par ^une partie rectlligne ^dont ^{le coef-}

ficient angulaire ^est ^inférieur ^à ^0,0~?.

Pour élargir ^l’étendue correspondant ^au ^début, il convient d’en1-

ployer ^comme coordonnées ^les logarithmes: loge t ^et

courbe 3), ^tracée ^avec ^ce ^dernier système, ^est formée d’une

partie rectiligne ^inclinée ^sur ^0,); correspondant ^aux variations de l 1

de zéru à douze minutes, ensuite d’une partie ^infléchie ^et ^finalement

d’une partie rectilig ne ^très peu inclinée ^sur 0~.

L’équation ^{de la} partie rectiligne ^{est :}

e base des logarithmes népériens, ci ^{et b} ^deux constantes.

La même méthode ^a été appliquée ^dans ^toute la suite pour discu- ter les résultats directs des expériences ^et déduire les conclusions énoncées.

2 ^(lit résultat.

â. â. La loi des ^L,-t ^loi des var’atioils variations de 2013 de â ^été yt â é té trouvée la mème en répétant l’expérience ^à ^des époques différentes et avec des durées de charges différentes (26 ^minutes, ³⁵ ^minutes,

b. Les variations du rapport £ _t ^en fonction du temps après ^une

durée de eliar-cye t,, ^sont ^les ^mêmes dans les deux cas suivante 1° lorsque, dans l’intervalle de temps ^de ^{zéro à} t,l, ^on annule la

charge ^de l’armature interne à des intervalles de temps irréguliers

par la traction du quartz; ^2° lorsqu’on ^{annule la} charge, pendant ^le

même intervalle de temps, par ^une communication directe de l’arma- ture interne avec le sol.

c. Les variations du rapport £ _t ^{sont les} ^mémes, ^lorsqu’on ^porte

l’armature externes au potentiel ²⁰ ^volts par ^une batterie d’accumu- lateurs de résistance intérieure négligeable ^et lorsqu’on porte ^la

même armature au potentiel 20,8~ volts par ^une batterie d’éléments de pile de résistance intérieure d’environ 150 ^ú}.

d. La loi de variation du rapport ~~ ^est indépendante ^{des dimen-}

J’ai énoncé dans le mémoire cité (1) ^la ^loi suivante : -. « Les quantités d’électricité dégagées ^sir

l’armature internes après ^des temps ^de charge égaux sontproportiori-

net4es aux différences de potentiel ^de charge, ^autrement ^dit ^aux

forces électromotrices. ^» NI. Boueliet (2) ^a relevé le désaccord de l’énoncé précédent ^avec les résultats des expériences ^de ^1B1. Egon ^N-Cn

Schweidier (3) ^sur le toluène.

J’ai repris ^les recherches ^en portant successivement l’armature

externe du condensateur C5 ^aux potentiels ^{suivants :}

8 v, 3} ^{20 volts} 2o",15

Gaugain, Propagation ^de l’électricité dans les condu(’teurs 11lC-

diocres (An. ^{de Chimie} ^et ^de ^3e ^se’.rie, ^t. LX); - ^P. ^Curi(),

Conductibilité des diélectriques liquides ^SOHS L’in fLuenee desrayons ^du

radium et des rayons Rontgen (C. ^R., ^t. CXXXIV ; 1902);

M. J. Curie, Conductihiliüf des corps cristallisés ’An. de Chi1nie et de Physique, ^6e ^sei-ie, ^{t. B Vs} I 1 1 ; 1889) obtiennent le même résultat dans des limites beaucoup plus ^Ptenduec.

L’ensemble de ces 1ravaux prouve que la loi êst vraie dans les limites de charge ôii ^les expériences ônt ^été ^faites.

4~ dl s faits ôbservés âvec ^l’huile ^de paraffine êt ^dcs

résultats obtenus avec les diéiect> iqttes ^solides.

tée dans les expériences ^prèc, ^dentés êst ^la méthode choisie par 1VT. J. Curie pour étudier ta uonductibilité des corps cristallisés (4~. Ên rapprochant la cuurbe 3 résumant les expériences âvec ^l’huile ^de paraffine ^de ^la ^couil)e ên logarithmes ^résumant ^les expériences

faites sur le verre par ^{M. J.} Curie, j’ai constaté la similitude de forme des deux lignes. ^La ^même analogie ^existe ^entre les résultats des experiences ^{de fless} ^sur ^la gutta, ^la paraffine, le caoutchouc ~~’~,.