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 Le premier condensateur

Pieter van Musschenbroek (1692-1761), professeur de physique à l'université de Leyde (Hollande), cherche à électriser l'eau pour en « tirer le feu » comme bien d'autres avant lui.

Il passe outre les règles de sécurité et retire à la main la tige métallique plongée dans une bouteille d'eau et reliée à une machine électrique.

La secousse est sans précédent ! Musschenbroek écrira ensuite à l’Académie des Sciences de Paris : « je veux vous communiquer une expérience nouvelle, mais terrible, que je vous conseille de ne point tenter vous-même ». Une recommandation que personne ne suivra, ce qui rendra la bouteille populaire dans toute l'Europe sous le nom de « bouteille de Leyde ».

Cette bouteille a donc accumulé, « condensé » de l’électricité. Elle est le prototype de ce que l'on appellera plus tard le condensateur, qui sera très vite perfectionné pour le rendre plus efficace.

Tandis que Réaumur  tâchait d'améliorer la qualité desfontesen testant la résistance à la traction de fils métalliques, Musschenbroek essaya de mesurer directement la résistance d'échantillons sous forme de barres ; il lui fallait pour cela mettre en œuvre des efforts de traction accrus, ce qu'il parvint à faire en exploitant les propriétés dulevier. La machine qu'il construisit pour sesétudes rhéologiquesest décrite dans sesDissertationesde1729. Il mesura la résistance de plusieurs essences deboiset de plusieurs pierres et métaux, consignant les résultats dans sesInstitutionesen1734. Il mit en évidence la différence de résistance des matérieux en traction et en compression. Ce livre, traduit en Français en 1751, eut une influence considérable des les ingénieurs et notamment sur Coulomb.
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En1746, il inventa, en collaboration avec son élève Andreas Cunaeus, la  bouteille de Leyde , précurseur du condensateur éléctrique.

Au cours de ses expériences sur l'électricité statique, il a noté que les les objets chargés électriquement dans l'air, perdaient leur charge. En conséquence, il utilisa une en verre pour réaliser le stockage de la charge électrique. Le choix d'une bouteille n'est pas surpenant, car à cette époque, on croyait que l'électricité était un fluide invisible coulant d'un endroit à un autre. Une bouteille était donc un moyen approprié pour sauvegarder ce "Liquide".

Pieter Van Musschenbroeck a été probablement la première personne à avoir subi uneélectrocution, non létale.A son ami  Réaumur il écrit en 1746 :« Tout d'un coup ma main droite a commencé à trembler violemment et tout mon coprs tremblait comme lors d'un coup de foudre, de la première rencontre».

La bouteille de Leyde

La bouteille de Leyde est l'ancêtre du condensateur. Elle fut réalisée la première fois en 1745 par Ewald von Kleist et, indépendamment de Kleist, dans la ville de Leyde (ou Leiden) aux Pays-Bas par Pieter van Musschenbroek. 

La première application de ce condensateur était de donner des commotions (chocs électriques ou électrisations) au public dans les foires. Par exemple, à Versailles, on présenta au roi Louis XV l'expérience de la décharge d'une grosse bouteille de Leyde à travers le circuit formé de plus de deux cents courtisans.

La bouteille de Leyde est  uncondensateur  formé de deuxconducteursséparés par leverrede la bouteille. Le premier conducteur est généralement constitué d'uneélectrode supérieure, reliée par une petite chaîne à des feuilles enétainchiffonnées contenues dans la bouteille. Le second conducteur est formé par une feuille métallique enveloppant la bouteille. Les faces intérieures et extérieures stockent unecharge électriqueégale mais de signe opposé.

La bouteille originale était constituée d'une bouteille en verre recouverte d'une feuille de métal et contenant accidentellement de l'eau impure agissant comme un conducteur, reliée par une chaine à une sphère métallique. L'hypothèse initiale était que le courant électrique était analogue au courant de l'eau et donc que l'électricité pouvait être stockée dans l'eau. On a découvert ensuite que les charges s'accumulent sur les surfaces en vis-à-vis, séparées par le verre, formant un diélectrique et que le liquide pouvait être remplacé par des feuilles métalliques reliées à l'électrode par une tige conductrice. Les charges sont stockées à la surface des éléments, à la frontière avec le diélectrique. Plus le diélectrique est fin et donc plus l'espace entre les plaques est mince, plus la charge cumulable à une tension donnée est importante.

Le développement des condensateurs a révélé que les matériaux du diélectrique ne sont pas critiques mais pouvaient influer sur la capacité électrique et limiter les arcs électriques entre les plaques (tension de claquage). Deux plaques séparées par un faible intervalle agissent comme un condensateur, même dans le vide.

Initialement, l'unité de mesure de la capacité était la bouteille, à peu près équivalente à 1 nF.

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Rédaction : Jean Michel Berthod
Inspiré du site EDF
Source documentaire

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