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Submitted on 1 Jan 1900
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Sur le retard de décharge
R. Swyngedauw
To cite this version:
R. Swyngedauw. Sur le retard de décharge. J. Phys. Theor. Appl., 1900, 9 (1), pp.487-493.
�10.1051/jphystap:019000090048701�. �jpa-00240464�
487 On a, d’autre part,
A la température critique, on a
SUR LE RETARD DE DÉCHARGÉ;
Par M. R. SWYNGEDAUW.
Histo~°z ~ZCe.
--En général, lorsqu’on établit entre les pôles d’un
excitateur une différence de potentiel donnée, ou bien l’étincelle éclate aussitôt ou elle n’éclate jamais.
, M. Jaumann ~") a montré que, dans certains cas, si la différence de potentiel est cornprise entre certaines limites, l’étincelle n’éclate pas aussitôt, mais au bout d’un certain temps, appelé retard de décharge.
Ce retard est d’autant plus grand que la différence de potentiel
est plus petite ; le plus grand retard observé est de quatre ou cinq
minutes.
Un excitateur, d’après 1~’I. Jaumann, peut donc se décharger avec
des retards variables pour une infinité de potentiels compris entre
deux limites V et ~’’ ; pour les potentiels inférieurs à V, l’étincelle
n’éclate jamais ; le retard est infini. Pour les potentiels supérieurs à YB
elle éclate toujours avec un retard nul. Si on appelle respectivement
Y et V’ les potentiels explosifs statique et dynamique de l’excitateur,
on peut dire que, s’il y a retard, V lue potentiel explosif statique
est plus petit que le potentiel dynamique.
-M. Warburg a comparé les retards à l’obscurité et à la lumière ultra-violette.
Il a mesuré les potentiels explosifs statique et dynamique V et V’
d’un même excitateur pour une charge durant quatre ou cinq mi-
nutes et une charge d’une très petite fraction de seconde.
La charge lente s’obtient en diminuant la capacité d’un condensa- teur en communication avec les pôles de l’excitateur.
(1) 1-Vied. Ann., t. LV, p. 658.
.Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphystap:019000090048701
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La charge brève se fait par un contact glissant, mu par un res-
sort, mettant l’excitaieur en contact pendant 2013. de seconde environ
avec le condensateur, puis avec un fil uni au sot.
Il observe les résultats suivants :
1° ~1 1 l’obscurité, le potenliel explosif d~,ii-,tiii7t(lue est plus de deux
l’ois plus grand que le potentiel explosif statique (charge lente);
2° A la lumière ultra-violette, le potentiel dynamique est notable-
ment inférieur ou, au plus, égal ait potentiel statique.
1I. Qi’a1-burg (’ ) interprète ces résultats en disant qu’à I*obseurité le retard de décharge est considérable ; à la lumière ultra-violette, le
retard est C~2r~Z2YL~,G~.
Dans le travail suivant, nous avons étudié dans quelles conditions
existe le retard de décharge et donné leur interprétation véritable
aux expériences de M. Warburg.
Etude du ¡retard.
-Pour étudier le retard de décharge, 11(iliS employons l’appareil suivant ’/qg 1) : une planchette de bois AA’, de
FIG. 1.
1 mètre de longueur, est montée sur un axe horizontal et 1110bile dans un plan vertical. Sur cet axe est fixé un cercle de laiton évidé c,
dont le centre est sur l’axe de rotation et qui est isolé de ce dernier
par une épaisseur de 2 centimètres de paraffine. Deux frotteurs, f, f’, dont un seul est figuré, en laiton mince, à ~80° l’un de l’autre, fixés sur
un des supports de l’axe par l’intermédiaire d’une plaque de paraffine
(1) Il’ietl. ~Inn., t. I,IX, p. 1, et t. LXII, p. 385.
489 -de 2 il 3 centimètres d’épaisseur, mettent le cercle en comlnunica-
tion constante avec une borne 13.
L’extrémité de la planchette porte deux plaques en paraffine, ~ro, p’
(dont 1111e partie est figurée), rivées sur elle et purtant une tige de
fibre iN~, sur laquelle on peut visser une sphère métallique s. Cette sphère est unie 111étalliquenlent au cercle évidé
(,par Llrl fil de cuivre.
Un moteur électrique, dont l’axe est solidaire de l’axe de l’appareil précédent, peut faire tourner ce dernier avec une vitesse convenable.
D’autre part, snr le madrier qui porte les montants de l’appareil,
on peut faire glisser une plaque de paraffine, x, portant deux lan- guettes en laiton 1, l’ munies de 1)Orne8. On peut placer la placlue de paraffine dans une position telle clue les languettes soient successi- venient rencontrés par la sphères entraînée dans le mouvement de
rotation de la planchette. Cette position est atteinte lorsque la plaque de paraffine bute contre une petite règle clouée surle madrier;
en déplaçant la plaque, on supprime tout contact avec la sphère
de la planchette.
Le moteur tomrnant dans 1111 sens déterminé, toujours le même., on
réunit métalliquement la borne de la première languette rencontrée 1,
avec le cylindre isolé de 1’éle(’( r’olllètre de Bichat et Blondot, l’arma-
ture intérieure d’une grosse jarre et un des pôles de la machine de I-Ioltz. La borne B est unie à la sphère isolée d’un excitateur 1 dont rautre est au sol. Le cylindre intérieur de l’électromètre, l’armature externe de la jarre, le deuxième pôle de la machine, la borne de la deuxième languette, sont au sol.
Dans ces conditions, si l’on charge la jarre à un potentiel donné. Ni,
lorsqti*on mettra le moteur électrique en activité, puis que l’on amè-
nera la plaque de paraffine contre le buttoir, la sphère, E’11 rencontrant la première languette chargera l’excitateur 1 au potentiel V, puis, en
rencontrant la deuxième languette, ramènera le potentiel de 1 à zéro.
L’excitateur 1 restera donc chargé pendant le temps que met la
sphère à se mettre successivement en contact avec la première et la
deuxième languette. Ce temps se calcule facilement d’après la dis-
tance des deux languettes et la vitesse de rotatiol de l’appareil.
Dans une expérience on opérait avec un excitateur 1, formé de sphères en fer surtout employées par M. Warburg, avec une distance explosive de 1 millimètre environs. Il n’y avait aucune charge auxi-
liaire dans le plateau de l’élecirométre ; la division zéro de l’échelle
correspondait au potentiel zéro. ~~11 chargeant l’électromètre et le
490
condensateur au potentiel correspondant à quarante-deux divisions
de l’élcctromètre et en amenant la sphère S en contact avec la pre- n1ière languette l, on n’observait pas immédiatement t une étincelle à l’excitateur I, niai.s, en ~~roZ~~~gec~~2t ce contact, l’étincelle éctnl~zzt au
bout de ~z~c~Cre à cinq sec’ondes.
~~loignant ensuite la plaque de paraffine de son buttoir, on charge
l’électromètre à cinquante-deux divisions, ou met le moteur élec- tiique en activité, on amène la plaque au buttoir ; l’excitateur est
chargé à ce potentiel pellci~111t ~-~ - ~300 de seconde, et il ne se décharge pas ; il faut que l’électromètre indique soixante-deux divisions, pour
qu’il se décharge.
De lzc~ra~2te-clP2c~ cc soi.,r~ccnte-cleux, il y a donc un écar’t twes ul~lm~é- ciable, il y (i retard cle ~lce~j~ro°Je.
Tout retard eiê (roUant tr~s éne~~~zc~z~er~ae~2t les pôles à
la toile d’émeri. Un frottement à la toile d’émeri fin était loin d’être suffisant. On constatait le même phénomène avec les pôles en laiton ternis ; seulement la couche d’oxyde produite par les étincelles s’enlevait très aisément avec une toile d’émeri fin. On peut expliquer
aisément ce retard de la façon suivante :
La mince couche d’oxyde formée par les étincelles n’est pas une couche bonne conductrice de l’électricité.
Lorsque la cllarge se fait t très rapidement par la méthode dyna- mique, l’électricité est distribuée sur la surface de la partie conduc- trice des pôles de l’excitateur au-dessous de la couche d’oxyde.
Cette couche joue, dans la charge dynamique, le rôle d’un diélec-
trique solide. Pour qu’une décharge éclate entre les pôles de l’exci-
tateur, l’électricité doit non seulement traverser l’air, mais encore
la mince couche d’oxyde ; or, p )tir percer un diélectrique solide, il
faut une différence de potentiel beaucoup plus considérable que pour percer la même épaisseur d’air; le potentiel explosif dynamique
d’un excitateur terni sera donc plus grand que le potentiel explosif
,
de l’excitateur poli. Il y a retard de décharge.
Dans la charge statique, la charge de l’excitateur se faisant lente- ment, la couche d’oxyde, qui est douée d’une certaine conductibilité, joue le rôle de conducteur.
Il’électricité est distribuée à la surface libre de la couche d’oxyde.
La décharge, pour se produire, n’a pas à traverser de diélectrique
solide; elle ne doit percer qu’une couche d’air, d’épaisseur très peu
491
inférieure à celle qu’elle aurait à percer si l’excitateur était poli.
Le potentiel explosif de l’excitateur terni est donc un peu plus petit que le potentiel explosif de l’excitateur poli, ce que montrent certaines expériences.
Je crois que les résultats observés par ~f. Warburg sont dus en grande partie à l’emploi de pôles en fer, que l’on ne peut maintenir suffisamment polis par un frottement léger li la toile d’émeri. Il faut
un frottement l excessivement énergique avec une toile d’é111er1 à
grains plus gros, pour maintenir les pôles dans un état de propreté
suffisante j ’ ) . ..
J’ai parfois constaté, avec des excitateurs bien polis, une légère
-
différence entrele potentiel explosif staticlue et le potentiel explosif dynamique. La différence était due à un mauvais contact du frotteur
avec le cercle évidé, et je crois qu’une autre parlie des résultats
de M. Warburg sont dus à cette cause; c’est pour assurer un meilleur contact que j’ai employé deux trotteurs f et f’ diamétralement opposés.
Certaines fois je trouvais une différence appréciable de ~~ 7J env iron
entre les potentiels explosifs obtenus avec les deux modes de charge ;
mais je pense que des cas 1.soJls ne suffisent pas pour poser une loi
générale. Je n’ai jccynois constaté d’écarts notables et surtout jamais
d’écarts analogues à ceux que signale M. ~’~’arburg. ,S~z â l’air libre
les exei~~tez!~°s polis eorzzenccl~le~~~e~et n’offrent pas de ~°etcr~°d de
décharge, on conçoit cependant qu’ea vase clos ce J’elard puisse exis- te~~ ~ en effet, à cause de l’imparfait isolement des parois du vase qui contientl’excitateur, le champ électrique se modifie d’une façon conti-
nue avec le temps de charge : les parois tendent à se couvrir d’une couche électrique de plus en plus étendue et de plus en plus dense, de
sorte que dans la cliarge statique le chan1p électrique de l’excitateur n’est pas le même que dans la charge brève.
/
Expériences à Ici lumièr°e ultra-violette.
-Les expériences de
M. Warburg avec la lumière ultra-violette peuvent s’interpréter à
l’aide de la proposition suivante que nous avons établie antérieure-
..ment (2~ : Sous faction des rayons ulira-violets l’abaissentent du
"
potentiel e.Ll)losif est une (onction cr’oissanle de la vitesse de varia- iion du potentiel entre les pôles de l’excit~zteu~°. Nous pouvons remar-
quer en effet due la vitesse de variation du potentiel est beau-
(4) Thèse, Paris, 1897, n° 904, p. 16.
(2) Coinples Rendus, 12 mai 1896.
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coup plus grande dans la charge brève que dans la charge sta- tique. car, si le potentiel est maintenu pendant un temps très court Ü,
il a été établi en un temps 1" bien plus court encore, et en efiet dans les expériences de 1~I. Warburg comme dans les n1ienncs, on l’établi i
par une étincelle.
Ainsi, d’après notre interprétation, la lumière ultra-violette
n’agirait qu’au moment même où l’excitateur se charge, où son potentiel croit. D’après M. Warburg, elle agit avec nne efficacité au
inoins aussi grande ap1-ès la chai>~ye, quand le potentiel final pst atteint.
Poiir décider entre ces deux interprétations, même en admettant un
certain retard de décharge, nous avons opéré de la façon suivante :
On place une lampe à arc avec condensateur à quartz de l’autre 4-e)té de la planchette mobile, par rapport à 1"e~citateur. Il On con-
centre la lumière de la lampe à arc sur 1 excitateur placé el1 une I>osi-
tion telle que la lumière est interceptée par la planchette au moment
où la charge de l’excitateur se produit et, que l’éclairement n’a lieu
qu’après la charge, quand la planchette se trouve entre les deux
languettes; ~on place la lampe dans une position telle que l’exci- 1 lteur soit éclairé au moment où l’excitateur se charge.
Dans le premier cas on a constaté que le potentiel explosif était
le même que si la charge avait été faite par une machine élec-
1 rostatique. Dans le second cas, il était nettement plus petit.
Enfin, pour obtenir des abaissements de potentiel plus grands,
on éclairait l’excitateur par une étincelle auxiliaire d’une machin de Niinxsliurst, munie de ses condensateurs. On faisait éclater cette étincelle à 4 ou 5 centimètres de l’excitateur. Pour cela, on plaçait
un excitateur secondaires dans le voisinage du premier, et on réunis-
sait l’un des pôles de cet excitateur a l’un des pôles de la nlaclline de BBTÎln8hlll’st; l’antre pôle était uni il une petite plaque métallique III , portée par la planchette à l’opposé de la sphère s, par l’intermé- liaire de fils trotteurs convenables, analogues aux précédents ; et, d autre part. une lame de clinquant recourbée, L, placée sur la
.
plaque de paraffine r, était ltnie au deuxième pôle de l’excitateur
secondaire, et cette lame L pouvait se placer entre des positions
telles que, la machine de Wimshurst étant en activité, une étin- celle éclatait entre cette lame h et la petite plaque P, pendant que 1 excitateur principal était chargé et provoquait ainsi une étincelle
à 1 excitateur secondaire,.
Le potentiel explosif observé est leu même que dans la charge
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statique et cela quel que soit le point où la larme était placée pen- (tant la charge ; comme la lame n’était pas munie de vis n1icromé-
triques, on n’a pas pu faire éclater l’étincelle secondaire pendant
la durée excessivement courte de la charge.
On a tourné cette dernière difficulté en éclairant l’excitateur
principal par l’étincelle qui éclate entre la sphère et la lame L, au 1110-
ment du contact, étincelle qui sert à charger l’excitateur principal
lui-même. Pour rendre cette étincelle plus lumineuse, on avait réuni les pôles de l’excitateur principal aux armatures d’un petit conden-
sateur plan, de capacité de 1/1~ environ de la jarre employée dans la charge. On a constaté clue cette étincelle diminue le potentiel explosif dynamique dans des proportions plus fortes que le potentiel explosif statique, ce qui est conforme il notre interprétation.
~
