Les courans qui parcourent des conduc

teurs sinueux peu diflereus de la ligne droite, agissent comme si ces conducteurs étaient réellement droits. * .

176. L’action d’une petite portion de courant (1) équivaut à la somme des actions qu’exerceraient

(i l M. Ampère, dans un mémoire lu à l’Académie des sciences , le .0 jum 1822, a prouvé que la force qui s’exerce entre

m4 . ’ " ' LEVÉS ^

trois autres portions de courant , situées sur trois axesf*rectangulaires , et égales aux projections de la portion de courant considérée sqr ces axes.

177. Ces faits fondamentaux servent à expliquer tous les autres; aussi verra-t-on facilement qu,un, courant terminé, situé t|’un même côté d’un courant indéfini , duquel il séloigne à angles droits, tend à se transporter pÉrallelement à lui-menae ^dans le sens de ce courant indéfini ; et en sens con* traire de ce courant indéïini, s’il va toujours à angles droits à sa rencontre. . , ,

En effet, d’un côté du courant terminé, l’afc- |^on répulsive du courant indéfini, et, de lautre côté , l’action attractive de ce même courant , ont *les intensités égales, et sont dirigées suivant des lignes obliques symétriquessqui reficontrent le courant terminé en un même point; on peut donc dé— cÔmposçr ces actions chacune en deux autres, dirigées l’une parallèleînent au courant indéfini,

deux portions infiniment petites de courans électriques donnés d’inter^plé, suivant la droite qui en joint les milieux y est, d’après ses expériences ^nécessairement proportionnelle à la différentielle du second ordre de la racine carrée de la distance des deux portions infiniment petites, prise en faisant varier séparément et alternativement les deux extrémités de ccUe distance dans le sens des deux courans électriques , et divisée par la racine carrée de la même distance, et qu’en outre ’cette fo&> est répulsive quand la valeur de cette différentielle est positive, et attractive dans le cas contraire. Cette loi offre pour conséquences tous les phénomènes exposés dans cet article et dans les paragraphes suivons. Elle fait voir, en outre, qu’il existe dans la nature des forces dont les actions ne sont pas .analogues à celle de la gravitation universelle, et qui ont la propriété particulière de développer de la force vive. ^

* üh- a., - f

A. LA BOUSSOLE. Il5

et l’autre suivant la plus courte distance de ce courant au point du courant terminé , dont il vient d’être question. Les deux dernières composantes, étant égales et opposées, se détruisent , et le courant terminé n’est plus sollicité que par les deux forces parallèles au courant indéfini qui sont égales entre elles, et agissent dans le sens de la direction de ce courant si le courant terminé s’en éloigne, et en sens contraire si le courant terminé va à sa rencontre.

178. De sorte que, si le courant terminé parcourt un conducteur entièrement libre, celui-ci se transporte parallèlement à lui-même dans le sens convenable.

SL, au contraire, le conducteur que suit le courant indéfini est libre, ce conducteur avance sur lui-même en sens inverse du mouvement de translation que prendrait le Conducteur terminé.

1 79. Si le conducteur terminé ne peut se mou-i voir qu’autour d’un axe voisin d’une de ses extrémités, perpendiculaire à sa direction et à celle du courant indéfini, l’action de celui-ci communique au conducteur mobile un mouvement de rotation continu dans le sens convenable.

180. Si l’axe rencontre le conducteur mobile à son milieu, ce conducteur tourne jusqu’à ce qu’il soit parallèleau courant indéfini, et de manière que les deux courans soient dirigés dans le même sens.

1 8 1 . C’est par la même raison qu’un courant qui parcourt un conducteur circulaire fixe, imprime un mouvement de rotation continu à un conducteur terminé rectiligne parallèle à son plan, si ce conducteur terminé peut se mouvoir autour de l’axe

I |6 LEVÉS r

du conducteur circulaire auquel il aboutit par une de ses extrémités.

182. Un conducteur mobile rectiligne que parcourt un courant, acquiert aussi un mouvement de rotation continu, efedans le sens convenahle, quand il est parallèle à l’axe d’un conducteur fixe ' circulaire décrit par un second courant, et qu’il peut se mouvoir autour d’une parallèle à cet axe, de manière à décrire une surface cylindrique embrassant le centre du conducteur circulaire.

i85. Un courant qui parcourt un arc de cercle quelconque, n’a aucune influence sur un courant qui suit un conducteur mobile, dont les deux ex- ' r trémités aboutissent à l’axe de l’arc de cerclé ; ce qui s’étend au cas où le conducteur mobile est fermé.

.84. Réciproquement, un courant qui suit un conducteur fermé n’a aucune action sur un conducteur circulaire mobile autour de son axe, et que parcourt un courant d’éleclricitc, si cet axe rencontre le premier conducteur.

i85. Si on oblige un courant électrique à parcourir un conducteur courbé en hélice , son action peut être considérée comme résultant de celles d’autant de courans circulaires fermés que l’hélice a de spires, dirigés dans le même sens; plus, d’un courant rectiligne dirigé suivant l’axe , et dans le sens de la marche de l’hélice.

Pour neutraliser l’action de ce dernier courant, il sullit de faire revenir le conducteur sur luimême, le long de l’axe de l'hélice, qui sert aussi d’axe aux courans circulaires mentionnés, et on a formé alors l’appareil que l’on nomme Cylindre électro-dynamique.

A LA BOUSSOLK. H7

186. Si un cylindre électro-dynamique conduit un courant, et peut se mouvoir avec liberté', il est dirigé par l’action d’un courant rectiligne indéfini fixe, de njauière que les plans des courans circulaires fermés qu’il représente , soient parallèles à ce courant indéfini.

187. Lorsque la droite qui mesure la plus courte distance du courant indéfini à la direction de l’axe du cylindre électro-dynamique, rencontre ce cylindre , il y a attraction si le courant indéfini et le courant hélicoïde, dans leurs parties les plus voisines, ont la même direction.

Il y a répulsion si, dans les parties voisines du conducteur indéfini et du cylindre électro-dynamique , les courans se dirigent en sens contraire.

188. One portion du circuit voltaïque, mobile autour d’un axe vertical passaut par une de ses extrémités, tend à tourner autour de lui, toujours dans le même sens, par l’action d’un cylindre électro-dynamique, dont une des deux extrémités se trouye dans cet axe, à une petite distance.de la portion mobile, quelle que soit d’aillehrs la position vêrticale, horizontale ou inclinée de Taxe de ce cylindre.

189. L’action mutuelle d’un très-long cylindre électro-dynamique, sur un fil conducteur de forme et de grandeur quelconques , situé près de l’une de ses extrémités, ne dépend ni de la direction de l’axe de ce cylindre, ni de la situation de son autre ; extrémité.

190. Les cylindres électro-dynamiques jouissent de propriétés analogues à celles des aimans. Si l’on présente, en effet, à une même extrémité d’un tel

Il8 • J , . .‘LEVÉS

cylindre, successivement les deux bouts d’un autre cylindre électro-dynamique, on trouve constamment qu’elle est attirée par l’un de ces bouts, et repoussée par l’autre (i). m

i g 1 . Lorsque deux cylindres électro -dynamiques s’attirent ou se repoussent par deux de leurs extrémités, leurs deux autres extrémités rapprochées agissent de la même manière.

192. Aussi, lorsqu'on présente l’un à l’autre deux cylindres électro-dynamiques entièrement libres de se mouvoir, ils se rapprochent de telle sorte que leurs axes soient parallèles et que les courans aient la même direction dans les parties des spires en contact.

jg 5 . Si l’on dispose parallèlement entre eux les axes d’autant de cylindres électro -dynamiques qu’on voudra, en ayant soin de mettre du même côté tous les bouts de ces cylindres qui ont été attirés ou repoussés par une même extrémité d’un cylindre électro-dynamique choisi, on observe que les courans circulaires, dont ces appareils peuvent être supposés formés, sont tous dirigés dans le même sens, autour de leurs axes respectifs."

ig 4 - Si l’on ploie, suivant une courbe quelconque, l’axe d’un cylindre électro-dynamique d’un

(i) Les attractions ou répulsions qui peuvent exister entre deux cylindres électro-dynamiques, résultent de quatre forces, deux attractives et deux répulsives, dirigées suivant les droites qui joignent deux à deux les extrémités de ces cylindres , et en raison inverse du carré des distances entre ces extrémités. Telle est précisément la loi que Coulomb a trouvée,

. par expérience, pour exprimer l’action réciproque des pôles de deux airnans.

A LA BOUSSOL

petit diamèti-e, de manière que les plans des courans électriques fermés de Ce cylindre soient perpendiculaires à son axe actuel , l’action de cet appareil sur un élément de courant électrique sera la même que celle d’un cylindre électro-dynamique dont les courans électriques circulaires seraient de même diamètre et de même intensité, et qui aurait pour axe la droite joignant les deux extrémités de la courbe décrite par l’axe ployé.

ig 5 . Si l’axe d’un cylindre électro-dynamique est ployé en forme de fêr à cheval , l’action de l’appareil tend à amener dans le plan perpendiculaire, au milieu de la droite qui joint les extrémités de cet axe , un conducteur indéfini rectiligne , mobile autour d’une lignesituée dansce même plan.

196. Lorsque l’axe d’un cylindre électro-dynamique est ployé suivant une circonférence de cercle , on obtient un anneau électro-dynamique. Quelque grande que soit l’intensité du courant qu’on y fait circuler, cet appareil n’exerce aucune espèce d’influence sur les courans d’électricité disposés n’importe de quelle manière.

III'. §. Action de la terre sur les courans électriques.

197. Si l’électricité atmosphérique à l’état de * tension cause souvent des accidens funestes, il n’en est pas ainsi des courans électriques en mouvement* autour de la terre. Nous verrons, en effet, bien- # tôt que ces courans, dont l’existence 'va nous être

d’abord démontrée, ne sont que les fluides magné- • tiques dont nous avons exposé les propriétés au commencement du chapitre.

Ï20 ■ LfcVÉS-

Pour monter facilement les phénomènes, nous diviserons l’espace en quatre régions, par le plan méridien et le vertical qui lui est perpendiculaire.

* ic>8. Un conducteur horizontal , mobile et équi-

libré autour d’uu axe de rotation situé parallèleinent au-dessus, est écarté «lu plan vertical commun, et se porte, dans nos climats, vers la région intermédiaire , entre celle d’où on peut supposer que vient le courant qn il dirige, et celle où va ce courant, en les parcourant dans l’ordre est-sudouest-nord-est. (» 79-X *

De 1 autre côté de 1 équateur magnétique, les . régions doivent être parcourues dans l'ordre inverse est-nord-ouest-sud- est.

I 99- ^' n conducteur horizontal, mobile autour d une verticale passant par une «le ses extrémités , acquiert, par la seule influence de la terre, un mouvement uniforme de rotation dans le sens estsud-ouest-nord-est, si le courant électrique qui le parcourt est dirigé vers le centre de rotation.

Lorsque le courant émane au contraire de ce , centre, le mouvement du conducteur s’effectue \ dans le sens est-nord-ouesb-sud-est. (17g.)

L inverse a lieu dans l’hémisphère situé au delà de l’équateur magnétique du globe.

.* 200. Un conducteur vertical, mobile autour

d nu axe qui lui est parallèle, est transporté, par 1 action de la terre, vers lest de cet axe quand le courant électrique est descendant , et vers l’ouest lorsque ce courant est ascendant. (178.) *

Ce phénomène a lieu sur tous les points du globe ; et, dans tous les cas, le plan vertical que le conducteur et 1 axe déterminent, est précisément per-

pendiculaire au plan du méridien magnétique du lieu de l’expérience.

ûoi. Si un conducteur décrit une courbe plane fermée , et ne peut tourner qu’autour d’un axe vertical, 1 action de la terre sur un courant électrique qui parcourt ce conducteur en emmène le plan dans une position perpendiculaire au plan du méridien magnétique du lieu, et telle que la direction du courant, dans la partie inférieure du conducteur, va de l’est à l’ouest.

.202. L inlluence de la terre sur un courant qui parcourt un conducteur dessinant une courbe fermée plane , suspendue librement dans l’espace par son centre de gravité, emmène, par un mouvement oscillatoire, le plan de la courbe, dans une position à peu près parallèle à l’équateur magnétique du globe, et telle que la direction du courant , dans la partie inférieure du conducteur, va de l est à l’ouest.

200. Des cylindres électro-dynamiques, suspendus librement, dans l’espace, par leur centre de gravité, se dirigent, à fort peu près, comme des aiguilles aimantées; et les couraus, dans les parties inférieures de ces conducteurs hélicoïdes, vont de lesta 1 ouest perpendiculairement au plan du méridien magnétique du lieu, dans lequel les axes de ces cylindres se placent naturellement, après quelques oscillations. (192.)

2 o 4 - Les extrémités de ces cylindres, qui occupent la même position relativement à la terre , sont précisément ccllesqui se repoussent. (190.)

20j. 11 convient donc, comme pour un aimant , d appeler pôle austral d’u/i cylindre c'/eclro-dyna-

mique , l’extrémité de cet appareil, qui se dirige vers le nord magnétique du globe ; et pôle boréal de ce cylindre, l’extrémité opposée, laquelle se tourne vers le sud magnétique.

Les cylindres électro-dynamiques peuvent donc être employés au lieu d’aiguilles aimantées, et servir également à s’orienter sur le globe terrestre.

206. Si, après la convention précédente, on applique aux cylindres électro-dynamiques les dénominations d’ext et A'ouest, on verra que, dans tous, les courans circulaires fermés qu’ils représentent vont de l’est à l’ouest de ces cylindres.

207. Tous les effets du globe terrestre , sur les conducteurs, peuvent être imités à l’aide d’un cylindre électro-dynamique dans lequel on fait circuler un courant assez intense.

208. On reconnaît qu’un courant électrique est sollicité à se mouvoir par l’action de la terre , et non par celle des autres parties du circuit auquel il appartient, si, en renversant les communications de ce circuit avec les extrémités de la pile , le mouvement du conducteur de ce courant s’effectue en sens contraire. Le renversement opéré 11e doit rien changer, en effet, à l’action mutuelle des parties du circuit. (174.)

209. L’cxplicaliou la plus simple et la plus naturelle de tous les phénomènes que nous venons d’exposer, résulte de l'hypothèse qu’il existe dans notre globe , ou à sa surface , des courans électriques fermés, dont la direction moyenne suit de l’est à l’ouest le plan de l’équateur magnétique terrestre; de sorte que la terre agit sur les conducteurs de courans électriques, précisément comme le ferait

un cylindre électro-dynamique qui aurait pour axe l’axe magnétique du globe.

Cette hypothèse, que la comparaison des phénomènes énoncés dans ce paragraphe , avec ceux qui résultent des actions mutuelles des courans électriques, rend très-probable, acquerra un bien plus haut degré de certitude dans le paragraphe suivant, qui nous mettra à même de conclure, avec plus de raison , l’identité des fluides magnétiques et des électricités en mouvement.

IV e . §. De l'action mutuelle des aitnans et des

courans électriques. , *

210. Nous avons d’abord fait connaître l’action des aimans les uns sur les autres, et l’influence qu’ils éprouvent de la part de la terre; et, après avoir parlé de l’action réciproque des courans électriques , nous avons vu] que , dans les phénomèiyîs produits par l’influence de la terre sur ces courans, il en est d’entièrement semblables à ceux a que présente l’aiguille aimantée. Pour être fondés à conclure l’identité du magnétisme terrestre et de l’électricité en mouvement, il ne nous reste donc plus qu’à rapporter les faits qui prouvent que l’action d’aimant à courant électrique est du même genre que l’action , soit des aimans , soit des courans électriques les uns sur les autres.

Pour simplifier l’énoncé des phénomènes, et par analogie avec la terre, nous supposerons que chaque aimant a son est et son ouest.

21 1. Une aiguille aimantée de déclinaison est déviée de la direction que l’influence de la terre lui

donne naturellement, par un courant électrique • parallèle à son axe. La -déviation de l’aiguille ^se fait toujours dans le sens convenable, pour que la direction du courant tende à aller de l’est à l’ouest de 1 aiguille. Tel est le premier phénomène électro-dynamique que l’on a observé : c’esjà M. OErsteed qu’en est due la découverte. (186 )

Ainsi, quand on fait passer au-dessus d’une aiguille de déclinaison un courant indéfini dirigé du sud vers le nord, le côté nord de cette aiguille est repoussé vers l’ouest. Si le courant passe au-dessous de l’aiguille aimantée, c’est au contraire vers l’est que ce côté nord est repoussé .

Lorsque le courant indéfini se dirige du nord au sud, le côté nord de l’aiguille aimantée est défié vers l’est ou vers l’ouest, suivant que le courant passe au-dessus ou au-dessous de l’aiguille.

2i2. En soumettant un courant indéfini libre, à l’action d’un barreau aimanté, arrêté dans le plan du méridien magnétique, les déviations du coa- • rant ont lieu en sens inverse des précédentes.

2t3. Quand on présente un aimant à un conducteur libre, que parcourt un'courant électrique soustrait à r^dluencc de la terre, ce conducteur se place perpendiculairement à l’axe de l’aimant, et de manière que le courant soit dirigé de l’est à l’ouest de cet aimant (i). (186.)

(i) M. Biol, jiour expliquer l’action mutuelle d’un aimant et d’un couraut indéfini rectiligne, suppose deux pôles dans chaque particule magnétique , et aduiel qu’ils sont portés , par l’action du courant, dans deux directions opposées, perpendiculaires aux plans qui joignent ces pôles à l’axe du conducteur, et en vertu de forces dont l’intensité est réciproquement

.DigiHzed OdSqogle

La réciproque a lieu quand l’aimant est mobile.

214. Un aimant attire uU conducteur, si le courant qui parcourt ce dernier va de l’est h l’ouest de l’aimant, et si la perpendiculaire commune au conducteur et à l’axe de l’aimant, rencontre cet axe entre les pôles. (187.)

Le conducteur est repoussé^si le courant qui le parcourt se dirige de l’ouest iR’est de l’aimant.

215. Un conducteur horizontal, mobile autour d’un pivot vertical, aboutissant à une de ses extrémités, et parcouru par un courant électrique soustrait à 1 inlluence de la terre, acquiert un mouvement de rotation continu quand on place l’axe d’un aimant dans le prolongement supérieur ou inférieur du pivot. Sur notre hémisphère, le mouvement du conducteur se fait dans le sens est-sudouest-nord-est , quand le pôle nord de l’aimant regarde le zénith , et dans le sens est-nord-ouest-sudest quand ce pôle est tourné vers le nadir. (188.)

L’inverse a lieu dans l’autre hémisphère.

216. Réciproquement, si Je conducteur est fixe et si l’aimant peut se mouvoir autour de son axe, disposé verticalement à un des bouts du courant électrique, cet aimant acquiert un mouvement continu de rotation en sens contraire de celui du mouvement qui se manifesterait dans le conducteur, s’il était libre de se mouvoir.

217. L ensemble des faits que nous avons suc- , cessivement exposés dans ce chapitre, suffit pour

conclure l'identité, très-probable, des effets du ma-

proporlionnelle aux plus courtes dislances entre ces même!»

gnétisme terrestre avec ceux de l’électricité en mouvement, et pour •admettre l’hypothèse de M. Ampère (i), qui regarde l’aimantation comme étant le développement, ou plutôt la régularisation des courans électriques qui existent autour de chaque molécule des corps aimantés.

ai 8 . Ces conclusions ont été vérifiées par les belles expériences We M. Arago. Ce savant a ob- # serve' qu’en effet, la limaille de fer est attirée par un conducteur que parcourt un courant d’électricité très-énergique.

21g. Qu’une petite aiguille d’acier, faiblement trempée, acquiert une légère aimantation par l-’inlluence d’un courant électrique , guidé par un conducteur qui la croise à angles droits. Les pôles de cette aiguille sont tellement disposés, que les courans électriques moléculaires développés vont de l’est à l’ouest de l’aiguille dans les points les plus voisins du conducteur, et sont dirigés dans le même sens que le courant électrique.

aao. M. Arago est également parvenu à aimanter des aiguilles de boussole et de petits barreaux d’acier, en les plaçant dans l’intérieur d’un cylin-

(i) M. Savary, notre ancien camarade au corps royal des ingénieurs-géographes militaires, a démontré, entre autres résultats , dans son beau Mémoire sur l’application du calcul aux phénomènes élcclro - djrnamiquei , lu à l’Académie des sciences, que, la loi de M. Ampère, appliquée aux courans électriques formant des circuits fermés , que ce physicien admet dahs les aimans, reproduit les deux lois de Coulomb et de M. Biot , que nous avons rapportées , et qui n’en sont ainsi , que <Je simples conséquences.

A LA BOUSSOLE. j

dre électro-dynamique, décrit par un courant d’électricité provenant d’un appareil voltaïque.

M. Davy est ensuite arrivé au même résultat par la décharge d’une forte bouteille de Leyde, substituée à la pile de Volta. Dans ce cas, les pôles du barreau sont de même nom que ceux du cylindre électro-dynamique, par l’influence duquel il a été aimanté. (Voyez la Jig. 5o.)

D’après ces expériences, M. Davy a proposé d’aimanter les barreaux d’acier, en les plaçant transversalement au pied des paratonnerres, pour y être soumis à l’action même de courans d’électricité atmosphérique.

221. M. Arago a déduit de ses expériences une explication fort simple de l’existence des points conséquens dans les barreaux aimantés; points qu’il est parvenu à produire à volonté par son procédé d’aimantation. Il suffit pour cela de soumettre le . ‘ barreau à l’influence d’un cylindre électro-dynamique formé de plusieurs hélices successives, roulées en sens contraires : chaque jonction de ces hé- * •

* lices produit un point conséquent.

222. Ces nouveaux moyens d’aimantation sont extrêmement précieux, et les marins en tireront sans doute de grands avantages. En même temps qu’ils expliquent comment l’influence de la foudre peut changer les pôles d’une aiguille aimantée, et causer ainsi la perte du navire dont cette aiguille sert ensuite à diriger le cours, ils donnent les moyens de reconnaître la nouvelle situation des pôles d une aiguille après l’orage, ainsi que la faculté de lui rendre la vertu magnétique si par hasard elle l’avait perdue.

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