UNE BREVE HISTOIRE DE L’ELECTRICITE

Alain Jameau/IUFM de Bretagne

L’antiquité

L'ambre jaune (résine fossile), attire des corps

légers et secs, après avoir été frottée

• En grec (électron), désignait l'ambre jaune. C'est de ce mot que la science de l'électricité a tiré son nom.

• Selon Thalès philosophe Grec, l'ambre était douée d'une âme, et elle attirait les corps légers comme par un souffle.

• Pline, naturaliste 600 ans après Thalès, s'intéresse aussi à ce phénomène « quand le, frottement a donné à ce corps la chaleur de la vie, il attire les pailles et les feuilles d'arbres d'un faible poids ».

• propriétés de la pierre dite d'héraclée, de Lydie ou de magnésie (d'où le terme magnétisme), qui constitue les aimants et que l'on appelle la magnétite (oxyde de ferIII: Fe304).

Pierre le Pèlerin de Maricourt (env. 1214-1292)

• Cite en 1269, dans son episiola du magnète, l'expérience de l'aimant brisé.

• L’orientation prise par la boussole ne peut s’expliquer que par la présence de gisement magnétique au pôle nord..

• Ecart entre étoile polaire et pôle nord

• Déclinaison magnétique connue au XVème par C. Colomb

• C'est vers les dernières années du XVIème siècle seulement, que la science de l'électricité apparaît.

William Gilbert (1540-1609)

Il reprit les expériences faites avec

l'ambre jaune. Il découvrit qu'il fallait

« une moindre force » pour mettre en mouvement une aiguille mince

et légère, posée en équilibre sur un pivot bien

poli, que pour «déplacer et élever d'une seule

ligne » le même corps, ou un corps plus léger

De arte magneticaIl jeta là les premiers fondements de la science del'électricité« Faites une aiguille de quelque métal que ce soit, de

la longueur de deux ou trois pouces, légère et très mobile sur un pivot, à la manière des aiguilles aimantées ; approchez d'une des extrémités de cette aiguille, de l 'ambre jaune ou une pierre précieuse légèrement frottée, luisante et polie, l'aiguille se tournera sur le champ ».

1 pouce = 27,07mm

• Il reconnaît dans d'autres matières la même propriété : la cire d'Espagne (cire végétale extraite du palmier), le soufre, la résine, le verre..

• Il serait aussi le créateur du terme même d'électricité, vis electrica.

• Cependant, Gilbert fut vite arrêté dans ses recherches : il lui fallait une « machine » rendant le frottement plus efficace.

Otto von Guericke (1602-1686)

Selon Otto von G. la gravitation est électrique

et non pas magnétique. Une boule de soufre

modélise la Terre et la main le frottement

de l’air (1660).

Un corps léger attiré par le globe de

soufre électrisé est aussitôt repoussé,

dès qu'il l’a touché. Il ne pouvaient être

de nouveau attirés par le globe que « lorsque le hasard leur

avait ménagé lecontact d'un corps non électrisé ».

Francis Hauksbée• En 1709 il remplace le globe de soufre

de la machine d'Otto de Guericke, par un cylindre de verre, suivant le même principe de fonctionnement

• Les effets sur des corps légers sont plus importants avec le verre frotté : des feuilles d'or et d'argent sont attirées jusqu'à plusieurs dizaines de centimètres.

• Cependant, cette machine fut abandonnée après lui. Les physiciens continuèrent à se servir d'un simple tube de verre tenu à la main et frotté avec un morceau d'étoffe de laine.

Stephen Gray (1666-1736)

• 1729 il découvre la conduction électrique ainsi que l'électrisation par influence.

• Il s'aperçut qu'un duvet de plume, qui se trouvait par hasard dans le voisinage du tube électrisé, fermé par ses bouchons, courut vers l'un des bouchons, qui l'attira et le repoussa ensuite, absolument comme faisait le tube seul.

la vertu électrique se communiquait au bouchon de liège, par son contact avec le tube électrisé

Généralisant le fait, il comprit que l'électricité pouvait, comme la chaleur, se communiquer d'un corps à l'autre, par le simple contact.

Pour vérifier cette hypothèse, il se mit aussitôt en devoir de rechercher si des substances autres que le liège, pourraient acquérir aussi l'attraction électrique par leur contact avec le verre électrisé.

Gray et Wehler reconnurent que tous les corps peuvent être distingués en électriques et non électriques

Ils en conclurent donc que la soie ne laissait pas passer l'électricité, au contraire du chanvre et des métaux. Poursuivant les mêmes recherches, Gray et Wehler reconnurent que le verre, la résine, le diamant, les huiles, les oxydes métalliques... ne livraient pas passage à l'électricité, tandis que les métaux, les liqueurs acides ou alcalines, l'eau, le corps des animaux... lui offraient une circulation facile…ainsi que le corps humain !

Charles-François Du Fay (1698-1739)

En 1733, il publia une série de mémoires

sur l'électricité.

« Ce principe est qu'il y a deux sortes d'électricité fort différentes l'une de l'autre : l'une que j'appelle l'électricité vitrée et l'autre électricité résineuse. La première est celle du verre, du cristal de roche,des pierres précieuses, du poil des animaux.

La seconde est celle de l'ambre, de la gomme copal, de la gomme laque, de la soie... Le caractère de ces deux électricité est de se repousser elles-mêmes et de s'attirer l'une l'autre

Il permit d'expliquer un grand nombre des phénomènes observés jusque-là, et de les grouper d'une manière systématique.

Musschenbroek (1692-1761)

Il pensait que si un corps électrisé était entouré de tous côtés par des corps nonconducteurs, il pourrait recevoir une plus grande quantité d'électricité, et la conserver plus

longtemps.Il versa de l'eau dans un vase en verre, et l'électrisa.Au moment où, tenant d'une main le vase de verre, ilvint approcher l'autre main du conducteur afin de leséparer de la machine, il se sentit aussitôt frappé d'uncoup terrible à la main et sur les bras

«Je veux vous communiquer une expérience nouvelle, mais terrible, que je vous conseille de ne point tenter vous-même. Je faisais quelques recherches sur la force de l'électricité. Pour cet effet, j'avais suspendu à deux fils de soie bleue un canon de fer qui recevait par communication l'électricité d'un globe de verre, que l'on faisait tourner rapidement sur son axe pendant qu'on le frottait en y appliquant les mains ; à l'autre extrémité pendait librement un fil de laiton dont le bout était plongé dans un vase de verre rond, en partie plein d'eau, que je tenais dans ma main droite, et avec l'autre main j'essayais de tirer des étincelles du canon de fer électrisé. Tout d'un coup ma main droite fut frappée avec tant de violence, que j 'eus tout le corps ébranlé comme d'un coup de foudre;

le vaisseau quoique fait d'un verre mince, ne se casse point ordinairement, et la main n'est point déplacée par cette commotion ; mais le bras et tout le corps sont affectés d'une manière terrible que je ne puis exprimer, en un mot, je croyais que c'était fait de moi. Mais voici des choses bien singulières

quand on fait cette expérience

avec un verre d'Angleterre, l'effet est nul ou presque nul ; il faut que le verre soit d'Allemagne, il ne suffirait pas même qu'il fut de Hollande ... »

la vitesse de l'électricité

En 1746, Lemonier, physicien français, essaya d'estimer la vitesse du fluide électrique. Il forma des chaines humaines se tenant par la main, et à l'aide d'excellentes montres à secondes, il s'efforça de mesurer la durée entre le moment de la décharge de la bouteille de Leyde, et celui de la commotion éprouvée par des personnes placées à une grande distance de l'appareil. Il ne fut pas convaincu par le résultat.

Benjamin Franklin (1706-1790) Il s’oppose à la théorie des 2 fluides de Du fay. Pour lui il n’existe qu’un seul fluide.Dans l’état naturel un corps possède un fluide uniformément distribué. Mais par le frottement ou un moyen analogue il y a rupture del’équilibre naturel. Quand un corps est électrisé en excès il est ditélectrisé positivement ou plus et si l’électricité s’ymontre en défaut il est électrisé négativement ouMoins.

Effet des corps pointus tant pour tirer que pour pousser le feu électrique : découverte « du pouvoir des pointes ».

Analogie entre la foudre et l’électricité ; il songe au paratonnerre pour vérifier l’existence de l’électricité au sein de l’atmosphère. C’est une théorie !

Buffon, Dalibart expérimentent et réussissent

Luigi Galvani (1737-1798) 1780 : Ayant préparé une grenouille, Galvani la posa, sans intention particulière, sur une sur laquelle se trouvait une machine électrique. Un de ses aides vint à toucher de la pointe de son scalpel le nerf de la grenouille. Aussitôt, ses membres inférieurs entrèrent en contraction. On répéta l'expérience, et Lucia Galvani, sa femme, conclut que la contraction des muscles n'existait qu’au moment où l'on tirait une étincelle de la machine

électrique.

Le 20 septembre 1786, Galvani voulait étudier l'influence de l'électricité atmosphérique sur les mouvements de la grenouille

Il lui passa un crochet de cuivre dans la moelle épinière. Puis il prit l'autre extrémité du crochet, et la suspendit à la balustrade de fer qui bordait la terrasse de son palais.

Vers la fin de journée, fatigué de ne rien constater, il frotta le crochet contre la balustrade de fer. Aussitôt, les membres inférieurs de la grenouille entrèrent en contraction. Cependant le temps était calme ; rien n'indiquait la présence de l'électricité dans l'atmosphère. Galvani en eut la confirmation grâce aux instruments qui servaient à déceler le fluide électrique.

cette électricité animale que Galvani avait toujours soupçonnée,

existait réellement.

Alessandro Volta (1745-1827)

• Il s'oppose à la théorie physiologique de Galvani

• Il vit dans les métaux différents la cause de la production d'électricité

« La preuve la plus frappante, dit volta, du développement de l 'électricité par le simple contact de deux métaux, c'est que, dans une de mes expériences où je me servais de plusieurs couples métalliques, j'obtins une tension électrique deux, trois ou quatre fois plus grande, selon que j'employais, deux trois ou quatre couples de zinc et d'argent. C'est ce grand résultat qui, à la fin de l'année 1799, m'amena à la construction d'un nouvel appareil que je nommai électro-moteur, et que mes anciennes expériences ne m'avaient pas encore permis de découvrir.

Il faut attendre 1820 pour que Oersted (1777-1851) ramène l'intérêt sur les courants électriques dans les conducteurs et leurs effets.

Les deux espèces d'électricité : la convention.

• C'est à Ampère (1775-1836), que l'on

doit une convention.

• il rejette les termes d'électricité vitrée et résineuse. Il préfère les termes de positive et négative à condition qu'ils ne conservent que le sens d'une convention