ÉLECTRICITÉ Histoire

Les premières théories

Les observations et les expériences étant devenues assez nombreuses, il est dès lors possible de bâtir des théories.

Fluide unique ou deux fluides ?

Pour Franklin, « la matière électrique consiste en particules extrêmement subtiles, puisqu'elle peut pénétrer la matière ordinaire, même les métaux les plus denses. « Le fluide électrique se trouve dans la matière ordinaire parce que nous pouvons le pomper au-dehors. » Æpinus (1724-1802) partageait cet avis. La théorie dite du fluide unique se constituait ainsi.

En revanche, les physiciens anglais Robert Symmer (env. 1707-1763) et suédois Torbern Olof Bergman (1735-1784) défendaient la théorie dite des deux fluides : deux fluides préexistent en quantités égales dans tout corps à l'état neutre, et l'approche d'un corps électrisé, attirant l'un des fluides et repoussant l'autre, les sépare ; d'où résultent les phénomènes d'influence.

Les premières mesures sont dues à Henry Cavendish (1731-1810), en Angleterre, et à Charles Augustin Coulomb (1736-1806), en France. Ces deux savants différaient cependant dans leurs opinions. Cavendish envisageait la théorie du fluide unique et Coulomb celle des deux fluides. Cavendish imaginait un fluide élastique dont les particules constituantes, ainsi que celles de l'« autre » matière, possédaient certaines propriétés de répulsion ou d'attraction mutuelles. Il parle du poids des grains du fluide électrique et suppose que la quantité de cette matière qui peut être recueillie dans un espace donné est limitée.

Les deux expérimentateurs montrent que le fluide électrique renfermé dans un corps se porte toujours à sa surface. La notion de capacité d'un conducteur est due à Cavendish, et l'idée directrice qui distingue ses recherches de celles de ses prédécesseurs et contemporains est la notion de degré d'électrification (le potentiel). Il donne aussi un sens précis à l'expression « électrisé positivement et négativement », et indique par des mesures exactes que les charges de corps similaires sont dans le rapport de leurs dimensions linéaires.

Pendule de Coulomb
Keystone/ Getty Images

Coulomb, de son côté, par des mesures effectuées à l'aide de la balance de torsion, montre que la force (attractive ou répulsive) qui s'exerce entre deux corps électrisés varie en raison inverse du carré de leur distance. À ce moment se dégagent donc des lois précises, dues non seulement aux expériences, mais aussi à la mesure des phénomènes. Enfin, Coulomb établit que le champ magnétique terrestre est uniforme et introduit une théorie moléculaire du magnétisme.

Les courants électriques

Cette analyse de l'électricité statique n'avait donné aucun moyen de produire du travail et n'avait donc pu conduire jusque-là à des applications.

En 1746, Louis Guillaume Le Monnier (1717-1799) obtint un « courant électrique » temporaire dans un long conducteur qu'il avait réuni aux armatures d'une bouteille de Leyde et observa que « la vitesse de la matière électrique parcourant un fil de fer est au moins trente fois plus grande que celle du son ». Diderot et d'Alembert firent appel à ce savant pour rédiger dans l'Encyclopédie les articles « Aimant » et « Électricité » en 1751 et 1755. Le Monnier y écrit : « Ce mot [électricité] signifie en général les effets d'une matière très fluide et très subtile, différente par ses propriétés de toutes les autres matières fluides que nous connaissons. »

Vers 1775, Walsh montra l'identité de l'électricité dégagée par les poissons torpilles avec celle que produit la décharge d'une bouteille de Leyde, et Cavendish construisit un poisson artificiel comportant un très grand nombre de condensateurs, ce qui lui permit d'étudier la résistance électrique de nombreuses solutions de divers sels, réalisant ainsi le[...]

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Écrit par

Jacques NICOLLE : ancien directeur du laboratoire de biochimie des isomères à l'École pratique des hautes études

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Autres références

AMPÈRE ANDRÉ-MARIE (1775-1836)
- Écrit par Louis POUDENSAN
- 1 788 mots
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Jusqu'en 1820, on connaissait l'électricité grâce à la pile de Volta et à la balance de Coulomb. On connaissait aussi le magnétisme et la lumière. Mais entre ces trois ordres de phénomènes, on n'établissait aucune relation, et, ignorant leur nature intime, on ne savait même pas déterminer et régler...
BIPM (Bureau international des poids et mesures)
- Écrit par Céline FELLAG ARIOUET
- 1 575 mots
...maintient des étalons de référence utilisés pour conduire ces comparaisons et assure des étalonnages dans le cadre de ces comparaisons. Pour le domaine de l’électricité, par exemple, le BIPM effectue des comparaisons et des étalonnages des étalons primaires nationaux pour les grandeurs électriques les plus...
BRAUN KARL FERDINAND (1850-1918)
- Écrit par Bernard PIRE
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Né le 6 juin 1850 à Fulda (Allemagne), Karl Ferdinand Braun fit ses études universitaires à Marburg et à Berlin. Après une thèse sur l'oscillation des cordes élastiques, il obtint divers postes d'enseignant qui le menèrent successivement à Würzburg, Leipzig, Marburg, Strasbourg (alors allemande),...
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- Écrit par Jacques GUILLERME
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C'est en se fondant sur le modèle newtonien de l'attraction qu'il entreprit de déterminer les interactions des charges électriques sur les conducteurs ; non seulement il formule une théorie correcte de la distribution des charges dans les condensateurs, mais vérifie expérimentalement que les actions...
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