de surface que les rayons des sphères représentées contiennent d'unités de longueur.

Un vase cylindrique, rempli d'une certaine quantité de liquide, représentera un conducteur sphérique chargé d'une certaine quantité d'électricité. Le quotient du nombre qui mesure la quantité de liquide que contient le vase par celui qui mesure sa section, ou la hauteur du niveau du liquide dans le vase, figurera le potentiel du conducteur sphérique. Le cylindre équivalent d'un vase de forme quelconque dans lequel une certaine quantité de liquide s'élève à un niveau déterminé sera, par définition, le cylindre dans lequel la même quantité de liquide s'élèverait au même niveau : ce cylindre correspondra à la sphère équivalente d'un conducteur chargé quelconque, et sa section représentera la capacité de cette sphère, mesurée par son rayon. A la relation qui relie la hauteur du niveau, la charge et la section d'un vase cylindrique, rempli, et qui se traduit ainsi la hauteur du niveau, dans un vase cylindrique, croft proportionnellement à la quantité de liquide qu'on y verse et varie en raison inverse de sa section, répondra celle qui rattache, comme l'expérience nous l'a montré, le potentiel, la charge et la capacité d'un conducteur sphérique, et qui s'énonce : le potentiel électrique d'un conducteur sphérique croît proportionnellement à la charge qu'il reçoit et varie en raison inverse de sa capacité. Enfin, l'expérience des vases communiquants peindra aux yeux la transmission électrique entre deux conducteurs par communication lointaine. Nous avons vu que la condition nécessaire et suffisante de l'équilibre électrique entre deux conducteurs sphériques mis en communication lointaine est l'égalité de leurs potentiels; il faut de même et il suffit, pour que deux vases cylindriques communiquants soient en équilibre hydrostatique, que le niveau du liquide qui les remplit soit le même dans les deux vases. Si cette condition n'est pas réalisée dès l'abord, un transport de liquide s'effectuera

du vase le plus plein vers le vase le moins plein, jusqu'à ce que le volume total se soit partagé entre les deux vases proportionnellement à leurs sections. C'est l'image de ce qui se passe au contact lointain de deux conducteurs chargés à des potentiels différents : leur charge totale se partage proportionnellement à leurs capacités.

Une faible quantité de liquide versée dans un tube cylindrique de très petite section atteint un niveau élevé et développe des pressions hydrostatiques considérables. Une faible quantité d'électricité, répandue sur un conducteur de très petite capacité, prend un potentiel très élevé et développe des pressions électrostatiques énormes : l'expérience du tonneau de Pascal et le pouvoir des pointes présentent, sous des formes différentes, le même paradoxe.

On le voit, l'image hydrostatique des conducteurs électriques chargés est très parlante; le secours qu'elle nous prête n'est pas à dédaigner, mais ce serait mal en user que de conclure de cette analogie entre les phénomènes, et qui repose uniquement sur des conventions qu'il nous plaît d'admettre, à une analogie de nature entre les réalités que recouvrent ces phénomènes. D'ailleurs, si les rapports de ressemblance que nous venons d'indiquer nous frappent, les différences que nous rencontrerions, en poussant plus loin le rapprochement, nous frapperaient davantage. Rien donc ne nous autorise à tirer de cette similitude un argument quelconque en faveur de l'hypothèse qui ferait de l'électricité une forme de la matière; non plus qu'une autre assimilation symbolique, tout aussi parlante mais également incomplète, et qui rapproche l'électricité et la chaleur, les conducteurs chargés et les corps chauds, les quantités de chaleur et les masses électriques, les capacités calorifiques et les capacités électriques, les températures et les potentiels, ne nous autoriserait à conclure que l'électricité est un mode de

mouvement.

III

Nous venons de constater que les lames extrêmes d'une pile voltaïque sont deux conducteurs également électrisés; mais nous n'avons point examiné jusqu'ici la nature de leurs charges. L'expérience montre que le cuivre est chargé d'électricité vitrée et le zinc d'électricité résineuse.

On sait que les phénomènes électriques présentent un caractère de dualité qui oblige de distinguer l'électrisation développée par le frottement sur le verre et sur la résine; on sait aussi que deux charges électriques égales et de nature différente, communiquées à un même conducteur, se neutralisent. On tient compte de ce fait expérimental en donnant aux nombres qui mesurent ces charges des signes contraires : l'usage veut que l'on affecte du signe et que l'on appelle positive l'électricité vitrée; qu'on affecte du signe et qu'on appelle négative l'électricité résineuse. Cette convention entraîne cette conséquence le potentiel d'un conducteur étant le quotient de sa charge par le rayon de la sphère équivalente, participe au signe de la charge. Ainsi, dans une pile voltaïque, le premier cuivre est amené à un potentiel positif, le dernier zinc à un potentiel négatif. Si nous désignons par M et

M les charges des sphères en communication lointaine avec les extrémités de la pile, et par R leur rayon commun, ces potentiels seront représentés par les nombres M: Ret M: R, et leur différence par le nombre 2M: R. Cette production simultanée de deux charges électriques égales et capables de se neutraliser n'est pas un fait exceptionnel, mais la condition nécessaire de toute électrisation. Si, par exemple, on a recours au frottement pour la produire, on constate que le corps frotté et le corps frottant prennent des charges égales et de signes contraires. La règle est générale quand une force extérieure trouble l'équilibre électrostatique de deux conduc

teurs en communication, des quantités égales d'électricité se séparent sur chacun de ces conducteurs, qui prennent l'un un potentiel positif, l'autre un potentiel négatif, relativement au potentiel primitif commun. On ne peut remplir un vase qu'au détriment d'un autre; et quand une force extérieure trouble l'équilibre hydrostatique de deux vases cylindriques égaux communiquants, des quantités égales de liquide se déplacent dans chaque vase, l'une au-dessus, l'autre au-dessous du niveau primitif commun.

L'état électrique des deux lames extrêmes de la pile voltaïque est donc dans l'ordre et conforme à la loi générale de l'électrisation. Mais il se présente ici une particularité remarquable on peut faire varier la valeur absolue des potentiels du premier cuivre et du dernier zinc d'une pile voltaïque, soit en modifiant l'isolement des couples, soit en recourant à une charge électrique apportée de l'extérieur; mais on ne parvient pas à changer la différence de ces potentiels.

Supposons que le premier cuivre et le dernier zinc sont en communication lointaine avec deux sphères identiques, la pile et les sphères étant d'ailleurs bien isolées; et mettons, par exemple, la lame de zinc en communication avec le sol.

La terre étant une sphère conductrice de très grand rayon, sa capacité électrique, que ce rayon mesure, est excessive toute charge finie qu'on y verse s'éparpille sur une surface pour ainsi dire sans limites, et ne lui donne qu'un potentiel insensible. Or ce potentiel est celui de tout conducteur en communication avec le sol; il ne donnera donc plus lieu à aucune manifestation électrique. Ainsi la lame de zinc et la sphère correspondante perdent leurs charges, et leur potentiel devient nul. Mais, du même coup, la sphère en communication avec la lame de cuivre prend une charge positive 2M, et un potentiel positif 2 MR; en sorte que la différence des potentiels aux extrémités de la pile reste, ce qu'elle était, égale à 2M:R.

Eh bien, tourmentons la pile tant qu'il nous plaira; mettons au sol le premier cuivre, ou un couple intermédiaire quelconque; chargeons l'ensemble, par degrés successifs, à l'aide d'une source étrangère qui communique au système une charge commune de grandeur et de signe quelconque les potentiels extrêmes varieront sans doute, mais leur différence se maintiendra constante.

L'expérience nous conduit donc à cette conclusion: Une pile voltaïque, dont le premier cuivre et le dernier zinc ne sont pas réunis, ou qui, comme on dit, n'est pas fermée, présente deux surfaces conductrices à des potentiels déterminés, dans des conditions données, variables avec les conditions choisies, mais dont la différence reste constante dans tous les cas.

Cette différence, toujours la même pour une même pile, est donc caractéristique de cette pile; il convient de lui donner un nom appelons-la, avec Volta, la force électromotrice de la pile ouverte.

Nous passons, pour abréger, le détail de l'image hydrostatique qui pourrait représenter cette propriété, pour y chercher uniquement le symbole de ce que nous venons d'appeler la force électromotrice.

L'équilibre hydrostatique de deux vases cylindriques égaux communiquants ne peut être et rester troublé sans l'intervention d'une force extérieure permanente capable de déplacer et de maintenir déplacées des quantités égales de liquide, l'une au-dessus, l'autre au-dessous du niveau primitif commun. La grandeur de cette force, que l'on peut appeler hydromotrice, peut être représentée numériquement par la différence des niveaux dans les deux vases: ce sera, par exemple, la pression exercée sur l'unité de surface par un piston engagé dans l'un des vases et refoulant le liquide dans l'autre, jusqu'à une certaine hauteur, et l'y maintenant. De même, l'équilibre électrostatique de deux conducteurs en communication (ce sont ici les lames extrêmes de la pile, en communication électrique par le liquide et les