Rotation indéfinie d’un aimant

Le courant ne traverse pas l'aimant.

1°. — Utilisons l'appareil représenté figure 257. Deux aimants parallèles sont liés à un axe métallique, reposant à sa partie inférieure dans une crapaudine noyée dans du mercure. Le

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Fig. 257.

courant arrive par l’axe et sort par une rigole fixe pleine de mercure située vers le milieu de l’aimant; cette dernière condition, du reste, n’est posée que pour obtenir le phénomène le plus, intense.

Supprimons les aimants; étudions directement (spectre magnétique, oscillation d’une petite aiguille aimantée) le champ dans l'espace où la rotation permettra aux portions de l’aimant portant

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le magnétisme libre de circuler. Dans l’espace de circulation des masses N, nous trouvons un champ (faible) dont les lignes ne se ferment pas dans cet espace; au contraire, l’espace de circulation des

masses S est un champ (beaucoup plus intense) dont les lignes se.

ferment dans cet espace; il ressemble au champ d’un courant rectiligne indéfini dirigé suivant AB.

Les aimants sont remis en place; l'équipage tourne indéfiniment (dans le sens des aiguilles d'une montre pour un observateur placé qur l'axe au-dessus de l'appareil), avec une vitesse qui dépend de l'intensité à du courant et des frottements. Tout se passe comme si deux pôles S se déplaçaient dans le champ d’un courant rectiligne

indéfini; nous ne faisons là qu'énoncer le résultat de l'expérience

sur lequel tout le monde est d'accord.

Le travail total par tour est :

| G— krmi, où m est la somme des masses libres nord ou sud.

Le couple moyen est : T —2m1.

Personne ne discute ce résultat quantitatif.

9, — Les divergences d'opinion se montrent quand il s'agit de choisir une loi élémentaire.

Un pôle d'aimant n'existe pas plus qu'un élément isolé de courant; nous n'avons jamais affaire qu'à un aimant contenant des quantités égales et de signes contraires de magnétisme libre et qu'à un courant fermé. Mais, comme outil mathématique, nous pouvons isoler les pôles et séparer le circuit en ses éléments. Nous savons qu’une infinité de lois, portant sur les éléments du circuit, permettent de calculer, en un point occupé par du magnétisme libre, des forces élémentaires dont l'intégrale est parfaitement déterminée. Ces forces élémentaires, nous pouvons même, sans modifier l'effet résultant, les supposer appliquées au pôle ou appliquées à l'élément : nous introduisons ainsi des couples dont la somme est nulle pour tout circuit fermé ($ 83).

Gi tout le monde faisait bon marché de savoir, parmi ces lois élémentaires, quelle est la vraie, à supposer qu’elle existe, il n'y aurait pas de contestation. On dispute parce que (à tort ou à raison, peu nous importe) on veut discerner parmi l'infinité des lois élémentaires, équivalentes au total.

Revenons à notre cas particulier.

3%. — Utilisons la loi de Biot et Savart; d'après elle, l’action prédominante sur l'aimant SN est due à la portion AD du courant; ce qui signifie, non pas que les forces exercées sont effectivement réparties comme cette loi l'indique, mais que nous obtiendrons un résultat, au total exact, en appliquant cette loi. Or, d'après elle, seules les portions du courant voisines des pôles interviennent.

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Bien entendu, il vaut mieux choisir une loi élémentaire conforme aux résultats de la loi intégrale. L'expérience montre que les actions d'un circuit sur un pôle éloigné de toutes ses parties sont négligeables; autrement dit, que nous pouvons, sans modifier l’action sur le pôle, changer la disposition des parties éloignées du circuit. Certes, nous pouvons imaginer des lois élémentaires faisant intervenir notablement ces portions éloignées, redonnant cependant la loi intégrale correcte. Il est évidemment préférable de la choisir {celle de Biot et Savart ou tout autre analogue) fournissant des actions nulles a pour les éléments très éloignés. Ce serait folie d'introduire des actions élémentaires qui manifestement disparaissent de l'intégrale.

#. — L'expérience réussit avec un aimant seul, mais l'appareil n'est pas équilibré. On utilise parfois un aimant coudé.

Enfin on peut employer une masse magnétique compacte. L’expérience conserve la même théorie, si l’on prend soin d'isoler dans cette masse le conducteur qui transmet le courant. La figure 247 à droite suppose que le courant entre par en haut; la rotation a le même sens que précédemment, puisque le courant passe en sens inverse, mais agit sur un pôle de nom contraire,