HU

C'est l'inverse du rapport des sensibilités, et, dans les galvanomètres ordinaires, ce temps varie de une à trois secondes environ ('). Il est donc indispensable de recourir à un interrupteur tournant, employé comme au n° 31. L’aiguille prend alors une déviation fixe, et le rap-

port des sensibilités est égal au nombre N des fermetures du cireuit par seconde.

52. Rappelons l'ordre des contacts établis par l'interrupteur :

1° La pile étant ouverte, le galvanomètre, dans lequel tout courant a disparu, est réuni aux sommets C, D du pont;

2° Un quart de tour après, la pile est fermée; le galvanomètre est alors parcouru, pendant un quart de tour, par un courant dont l’intensité intégrale est (n° 46)

; T X 7 +6 4] 4 N Ts

à condition que le temps ;+ soit suffisant pour arriver à l’état perma- 4 N nent; 3° A la fin de ce second quart de tour, le galvanomètre est fermé sur lui-même. Il était parcouru par un courant 7, qui tombe à zéro en

(1) Un choix convenable des diverses pièces mobiles permet de diminuer notablement ce 4È . “* LA 8) L rapport —> en conservant toute la sensibilité au courant permanent; mais c’est encore

insuffisant. 11 faudrait atteindre au moins une sensibilité dix fois plus grande au courant instantané qu’au courant permanent, c’est-à-dire réduire T à moins de + de seconde, sans augmenter la force directrice; et, à cause de la rapidité du mouvement, l’impulsion ne pourrait être lue qu’en lui donnant une amplitude constante, par l’ouverture et la fermeture du circuit à chaque passage au zéro (méthode de Weber), c’est-à-dire plus de six fois par seconde. Un mécanisme serait donc encore nécessaire.

50 MARCEL BRILLOUIN.

produisant un extra-courant dont l'intensité intégrale g' est donnée par 29 —0y= 0 (Cb:1Il'n710);

4° Puis la pile est ouverte sans produire aucun effet sur le galvanomètre, et tout recommence.

On remarquera que, par cette manière d'employer l'interrupteur, les circuits ACD, BCD, qui seuls ont fourni des équations de l’état variable employées aux n° 21, 22, 23, 24 et 46, ne sont jamais ouverts. Le courant de fermeture étant seul recueilli par le galvanomètre, on est bien dans les conditions auxquelles correspondent les équations.

L’intensité intégrale qui parcourt le galvanomètre en une seconde

est donc

sy + (g+4N.

L'intensité a est insensible, puisque l'intensité 7 était elle-même insensible pendant l’état permanent. Quant au terme g', il ne modifie pas sensiblement la valeur du coefficient de 7 tout entier (8) (n° #9), et

les conclusions du n° 50 subsistent entièrement.

53. Le terme principal est donc NP) (LH AM LL, Li) D Ti l'a V3 7%

En le rapprochant de la valeur de 7, CUS PSI Er / D (2 rs 1), on voit :

1° Que les condiions du maximum de sensibiluié du pont sont les mêmes que pour l’état permanent. Elles ne dépendent, en effet, que du

TT : 7 x .

facteur — 3; il y a évidemment tout avantage à ce que A soit le plus grand possible, ce qui rapproche la valeur de J de celle de I;

2° Que l'erreur sur le rapport M des coefficients d'induction sera

j CO de . (rec A mis N w/@s l'erreur sur le rapport des résistances dans la même expérience, lorsque L,, L,, L, sont négligeables. Par exemple, avec les bobines que

COMPARAISON DES COEFFICIENTS D'INDUCTION. Gi

j'employais (appareil C), on avait environ

Supposons que N soit égal à ro (!); pour connaître 4 à 0,0005 près, il faut avoir réglé les résistances à environ —"= près.

Lorsque les bobines sont très éloignées, et que —. estpetit, le rapport À j!

ne peut plus être déterminé avec précision. On peut bien augmenter N, mais jusqu’à une certaine limite seulement, limite qui est fixée non par la grandeur de M, mais par celle de L, puisqu'il faut que l’état permanent soit atteint avant de rompre le circuit.

Disposition des expériences.

54. Les appareils ont été disposés à peu près comme dans la précédente méthode de mesure. L'ensemble des deux bobines à comparer formant le côté : du pont est placé à plus de 4 mètres du galvanomètre. Sur une table voisine de l’observateur est placée la boite de résistances qui forme les côtés 2, 3, 4 du pont. C’est une boite construite par MM. Elliott (n° 434), qui appartient au laboratoire de Physique du Collège de France; elle est divisée en trois parties : deux (I, I) quine contiennent que les bobines de 10, 100, 1000 et 10000 ohms; et la troisième (IIT) qui permet de former toutes les résistances exprimées par un nombre entier d'ohms comprisentre r et r1 110. De nombreuses vérifications faites au cours des expériences ont montré que le rapport réel des résistances ne diflère pas de = du rapport indiqué. Pour plusieurs des bobines, les rapports d'égalité sont même exacts à moins de + près. Tant qu’on ne voudra connaître le rapport £qu’à = près, les erreurs de la boîte sont absolument négligeables.

Cette boîte est construite en alliage platine-argent; les fils sont ployés en double avant d’être enroulés, et isolés par de la soie et de la paraffine. Leurs dimensions, telles qu’elles m'ont été fournies par MM. Elliott, sont les suivantes :

Résistances en ohms........... I 10 100 1000 10000 Diamètre du fil en millimètres... 0,609 0,305 0,177 0,106 0,063 Longueur du fil en mètres...... 0,914 2,54 9,29 24,4 107,4

(1) En réalité, la vitesse employée était souvent plus grande, double ou triple.

52 MARCEL BRILLOUIN.

Ce sont les seules résistances qui entrent dans la construction des

Fig, 7.

Les lettres et les numéros communs à la figure actuelle et au diagramme correspondant (fs. 3, Ch. II) ont la même signification.

A, B, C, D, 1, 2, 3, 4, sommets et côtés du pont de Wheatstone.

À, rhéostat de Pouillet, sur le côté 3.

F, clef AB, pour le réglage de l’état permanent, On la maintient constamment fermée pour le réglage de l’état variable.

A, dérivation employée seulement pendant l’état variable,

K, commutateur placé sur le trajet de la bobine inductrice M, seule; il permet de changer le sens du courant dans cette bobine, sans le changer dans le pont. On le place de telle sorte que les impulsions de fermeture soient de signes contraires pour À nul et pour A infini.

T,, T,, les deux parties de l'interrupteur tournant, dans la position où on l’arrête pour régler l’état permanent.

T, est sur le trajet direct de la pile.

T, est en dérivation sur le galvanomètre. En tournant dans le sens des flèches, au moment de l’ouverture du circuit, T, forme un shunt de résistance nulle sur le galvanomètre.

G, S, galvanomètre et son shunt,

L, lunette et échelle divisée.

trois parties ([, IT, IT). Toutes sont enroulées sur des bobines de buis, de mêmes dimensions :

Diamètre intérieur Longueur.

mm À mir Se nee sd relie e 7 tele 8 a 9 ù

mm COS SNERS ARIANE REC RES À 19

Les bobines de t, 10, 100 ohms ne semblent avoir qu'une seule épaisseur de fil; celles de 1000 ohms, deux, et celles de 10000, un plus grand nombre.

95. Comme le galvanomètre, employé avec toute sa sensibilité, devait rester aussi rigoureusement que possible au zéro (n° 50-52), les divisions discontinues de la boite IT ne suffisaient pas. Je lui ai ajouté un rhéostat continu de Pouillet.

Sur une planche sont tendus parallèlement deux fils de maillechort. Une extrémité de chacun d'eux est isolée, l’autre communique avec le reste du circuit par une large lame de cuivre plongeant dans des godets pleins de mercure. Dans un bouchon est creusée une rigole remplie de mercure, qui réunit les deux fils, à une distance variable de leur point d'attache avec lereste du circuit. Une division collée le long de la planchette fait connaître cette distance. ù

Avec des fils de 0",005 de diamètre et de 0",20 de longueur, on peut faire varier la résistance de o à 0,5 ohm, par le déplacement du bouchon. Une longueur du même fil, ayant environ o,5 ohm de résistance et ployée en double, pouvait aussi être ajoutée à a boîte IT. On pouvait donc graduer la‘résistance de l’une des branches du pont par millièmes d’ohm; cela a toujours été suffisant, mais souvent nécessaire. Des expériences de comparaison ont donné la valeur de ces fils auxiliaires; mais, à cause des variations de température, on à toujours mesuré les résistances r, et À en choisissant les autres côtés du pont, de manière à utiliser toute la boite IIT, quelles que soient d’ailleurs les résistances des côtés du pont employées dans la mesure du phénomène d’induction. Le rôle du rhéostat a été réduit à maintenir exactement le galvanomètre au zéro pendant les expériences.

56. La boîte qui forme la dérivation A est placée soit sur la même table que la boîte qui constitue le pont, quand elle est peu encombrante,

54 MARCEL *BRILLOUIN.

soit sur une table différente. J'ai d'abord employé une très bonne boite d'Elliott (n° 339), appartenant au laboratoire de recherches de la Sorbonne (‘). Cette boîte, très bien graduée, est construite en maillechort; elle a été étalonnée à une température différente de celle qui forme le pont. Pour ces deux raisons, les résistances qu’elle indique sont rapportées à une unité différente de celle du pont, et variable. J'ai done düù, dans chaque expérience, faire suivre le réglage de A de sa mesure. Les communications permettent de substituer rapidement La résistance À an côté r du pont. Aussitôt après, on vérifie que cette valeur de A est bien celle qui convient à l'expérience d’induction.

J'ai employé plus tard un simple rhéostat médical de Gaifle (?); la nécessité de mesurer A en fonction des résistances du pont rend inutile la précision de la boîte d’Elliott (339). Le fil de ce rhéostat n’est pas doublé, mais ce n’est qu’un défaut secondaire pour cette partie du cireuit, dont le coefficient d’induction propre n'intervient pas dans la méthode. Il suffit de l’éloigner assez de tout le reste du circuit pour qu'aucun coefficient d’induaction mutuelle n’apparaisse; 1l n’y a même à s’occuper que du galvanomètre et du côté r du pont, car, les trois autres côtés du pont étant formés de fils ployés en double, une distance de quelques centimètres est suffisante. Tous les fils de jonction sont bien isolés et tordus ensemble.

57. État permanent. — L'état permanent a été établi au moyen d’une clef qui ferme d’abord la pile, et, quelques centièmes de seconde plus tard, le galvanomètre, comme la.clef de l’Association britannique; seulement les contacts sont obtenus par de gros fils de cuivre nickelés plongeant dans du mercure propre. Les contacts platineplatine par simple pression sont souvent irréguliers, par suite des moindres poussières. Le contact à mercure, dont j'avais craint les variations, s’est montré excellent; commençant toujours par lui attribuer les difficultés que j'ai rencontrées, je l’ai très fréquemment contrôlé.

(1) Cette boîte a été mise à ma disposition par M. Bouty pendant près de trois semaines, avec une complaisance dont je suis heureux de lui témoigner ici ma reconnaissance.

(2) Comme ils sont construits actuellement avec des bobines de fil, et non avec le mélange kaolin-charbon, dont les contacts sont très insuffisants.

Etat variable. — Le pont étant réglé le mieux possible, un eommulateur à mercure établit les communications avec l'interrupteur tournant, qui est placé sur une table éloignée. Cet interrupteur (n° 31) est entrainé par une grande roue mue à la main (!); au besoin, le mouvement est réglé sur un métronome.

Les communications sont établies avec la diagonale de la pile et avec celle du galvanomètre, comme l'indiquent les figures G (n° 31) et 7 (n° 54).

58. La clef de l'Association britannique, ou toute clef analogue, par un arrangement convenable des fils, permet d'opérer une seule fois la même série de communications que l'interrupteur répète à chaque tour (n° 31). Cela suffit, avec le galvanomètre du Collège de France, pour faire les mesures à plus de 4. On peut alors reconnaitre toute l'efficacité de la méthode qui consiste à shunter Île galvanomètre presque aussitôt le courant fermé. On constate qu’on peut dérégler les quatre côtés du pont au point de faire sortir l’image de l’échelle pendant l’état permanent et conserver néanmoins la même impulsion pour l’état variable :

Déviation permanente.... + 12000 + 7000 + 2050 — 2600 LT RUE ST Esp ES AEEOE ER + 23,5 + 22,3 + 23,0 + 23,3

Il suffit pour cela d’abaisser la clef par un coup très see. Un centième de seconde suffit pour l'établissement du courant; et l’extra-

1) C’est une roue en fonte, qui fait partie d’une sirène de Seebeck, A la distance de 1,5 du galvanomètre, elle exerçait encore une très faible action sur l'aiguille aimantée, + o",9. Pour en tenir compte, on à constaté que la position d'équilibre de l’aiguille quand on fait tourner rapidement la roue est la même que quand la roue est très éloignée. Puis on a cherché la position d'arrêt pour laquelle l'aiguille marque la même division que quand la roue tourne, et l’on a eu soin de toujours arrêter la roue dans cette position. On a reconnu que le déplacement maximum du zéro se produisait pour une position de la manivelle à angle droit avec la précédente, et n’atteignait guère que Æo"",2. Les lectures les plus précises ne se faisant qu’à o"",1 près, on voit que cette cause d'erreur n'aurait pu devenir sensible que dans les derniers réglages. La roue était, d’ailleurs, assez éloignée de tout le circuit pour n’avoir aucune aimantation variable.

: é is, 56 MARCEL BRILLOUIN. -

courant dû à la fermeture du galvanomètre sur lui-même (n° 52 con.pense presque exactement l’eflet dû à ce courant lui-même pendant

un temps d'environ

G , k de seconde [= = 0,01 environ).

59. Les appareils étant ainsi disposés, on s’est attaché d'abord à obtenir un bon état permanent. Or, dans les premières expériences, même avec la clef de l'Association britannique, l’état d'équilibre n’était pas atteint instantanément; quand le pont était réglé, aiguille commençait par dévier un peu (1,5 dans Île cas rs maximum de sensibilité, par exemple), puis revenait lentement au zéro, au bout de plusieurs secondes; même effet à l’ouverture du circuit, mais en sens inverse. Après plusieurs essais, j'ai reconnu que cet effet provenait de la bobine r (appareil B); Li se comportait comme une résistance qui croît graduellement de = de sa valeur environ. Dans cette bobine, le fil est couvert par de la soie, et l'isolement, de spire à spire, est insuffisant quand le temps est humide. Une partie du courant se dérive à travers la soie, jusqu'à ce que la polarisation du liquide rende l’isolement parfait (!). En employant des bobines dans lesquelles la soie a été séchée et paraffinée, aucun effet semblable n’a été observé; l’aiguille ne quitte pas le zéro quand le réglage du pont est fait. On peut donc procéder au réglage de l’état variable sans craindre aucune perturbation.

(1) Une bobine dans laquelle deux fils distincts a, b, recouverts de soie, avaient été enroulés côte à côte, met très bien cet effet en évidence. La résistance à l’isolement entre les deux fils est de même ordre que celle des fils eux-mêmes : 162 ohms au début; moins d’une minute après, 185 obms, et elle continue à croitre. On enlève alors la pile : le galvanomètre est dévié de 55 divisions. On met sur le côté 1 le fil 4 seul, le fil b ayant ses deux extrémités libres; les mêmes effets se produisent. On enlève la pile; on met rapidement sur le côté 1, non plus le fil «, mais l'isolement entre les deux fils à, b; sans rétablir la pile, le galvanomètre est dévié, et, pour ramener l’image sur l'échelle, à 17 divisions du zéro, il faut mettre sur le galvanomètre le shunt de :#.

H s’agit donc bien d’une force électromotrice considérable et durable, produite par le passage du courant.

J'ai fait refaire la bobine, en couvrant les fils de paraffine, et séparant ‘les couches successives par du papier paraffiné. La résistance à l'isolement a aussitôt atteint roo mégohms. Désormais, la résistance des fils prend instantanément sa valeur finale, sans irrégularités.

60. Cet effet éliminé, les expériences sont devenues très régulières.

Dans les premières mesures faites au Collège de France, j'ai essayé de me passer de l'interrupteur tournant. Le circuit était ouvert et fermé à chaque demi-oscillation de l'aiguille, au moyen de la clef de l’Assocation britannique, disposée pour que les communications s’établissent dans l’ordre indiqué (n° 58). J'ai obtenu avec l'appareil B, fixé dans une position invariable, les résultats suivants, extraits de deux séries d'expériences faites à des températures un peu différentes :

TaBLEAuU VI.

Ta, LE Ts IT. 73; III. A. k.

100 100 970 1532-04 29 002 0100 100 1000 9727 SAORSE= 29/09 = 10002 100 1000 9725 OO 0 29070) 02 1000 1000 967 009 207 23597 0,08 10000 10000 967 86,9 +o,2 23,39 + 0,06 1000 10000 9724 01 000 23 17e 0) 02 1000 10000 9673 SORT 23,20 + 0,04

Dans les mêmes conditions, l'appareil C (n° 42) a donné :