COOBS M PHYSIQUI

dont il pamit difficile de se rendre parFai lement compte dans Utl»' rie du niagiiétisiue que nc^us aTons adoptée jasqa'ici. Il lemblenl. d'après celte théorie, que le volame extériear d'un morceau de fer d d^im morceau de nickel étant le roènie, une aiguille aimantée demii développer dans ces deux morceaux une aimantation par ioflue» d'égale intensité, d'où deTniient naître des forces attractÎTei égais; Texpérience prouve cependant que l'action magnétique est vm énergique sur le nickel que sur le fer. M. Poisson a fait Voirqoeceifsultat pouvait s'expliqner, en admettant que le rapport desespcB vides et pleins de matière pondérable était différent d'on roélalîin' tre ; en sorte que le volume des parties réellement roagnétiqaflpv* vait être très-différent, sous un même volume apparent de fff^« nickel. Cette explication est plus probable que celle qui attribooiitK fait énoncé, a une différence dans la nature du magnétisme o»^ rente corps dont il s'agit.

Lorsqu'on compare les densités des métaux avec les poûlif^ iiques de leurs atomes fournis par la chimie , on trouve qn'àp^''^' ceptions près , le fer , le nickel et le oobalt , sont de tous les n»^' ceux pour lesquels le rapport des espaces pleins et vides de fl> pondérable est le plus grand ; ou ceux dont les dernières f^ sont le plus rapprochées; le manganèse viendrait ensaii^"'^ Rcrie des métaux ainsi rangés par ordre de porosité. U i^^'^ près cela , que la propriété dont jouissent exclusiveioso^ ^ ^ métaux, d'être sensibles à l'action magnétique lorsqu'il» t»^*"'^' tiendrait au plsfi grand rapprochement de leurs partic&^i^ moindre porosité; ce qui expliquerait la diminution oai^^P tioo de l'énergie magnétique , lorsque la température aap*^ diminue , et que conséqucrameut les corps aimantés se diUte** contractent.

Cette hypothèse parait encore plus probable, quand on qu'un bciolet de fer , à la température du ronge-blanc , n ^f i\^ l'aiguille aimantée. Cependant il est difficile d'expliqo^P^ certaines combinaisons chimiques dans lesquelles le fer ^ ^^ composant , ou certaines substances minérales qui ne coflti^ très*peu de fer , sont sensibles a l'action magnétique , q^oi(p tances des particules , dans ces combinaisons et ces ^^^^^ '. ^ incomparablement plus grandes que dans d'autres , tout a > lorsqu'elles sont en repos en présence des aimants. . ^

ActioM ungniie. 772. Coulomb a fait un grand nombre d'expériences, * r.. dr. .««u. j ^ reconnaître si d'autres substances n'étoient pas sensible» ««» J^ tisme; il fit osciller de petites aiguilles de bois, àp ▼«'^'

QUARANTE- ÇINQDlfcHE LEÇON. 95

laqoe , Euspendnes à des fils de soie mîm torsion , entre les denx pMes GODtmires de deux forts barreaux aimantes ; en comparant les nombres d'osoîllations faites par ces petites aiguilles , sons Tiofluence des aimants » aveo celles <|ii'elles faisaient dans le même temps, avant cette influence 9 il avait cm reconnaître que les corps qu'on pouTaît regarder comme exempts de fer, devenaient sensibles au magnétisme dans le mode d'expérience ci-dessus. Mais en calculant la quantité de fer qn*il faudrait mélanger avec des substances inertes, pour produire les foibles effets observés^on trouve qu'elle serait asseï petite pour échapper a l'observation dans l'analyse chimique de ces substances; les résultats des expériences de Coulomb ne pouvaient donc prouver , d'une manière certaine , que les corps essayés étaient sensibles à l'influence des aimants.

H. Becquerel a constaté depuis , que des aiguilles de bois, de verre, suspendues à des fils de soie sans torsion , tendaient à prendre une certaine direction , lorsqu'elles étaient placées dans le voisinage des p^les contraires de deux forts barreaux aimantés. Il a trouvé que cette direction variait avec les distances de chaque aiguille aux pôles des barreaux : à égale distance de ces pôles , sur la ligne qui les unissait , les aiguilles éprouvées semblaient se diriger perpendiculairement a l'axe commun des aimants.

M. Lebaillif a aussi imaginé un appareil qui parait prouver que toutes les substances agissent sur raiguille aimantée. Cet appareil se compose d'une paille de trois décimètres de longueur environ , suspendue à un fil de cocon ; trois aiguilles à coudre , aimantées à saturation , sont fixées horizontalement , Tune dans l'axe de la paille à une de ses extrémités , les deux autres perpendiculairement à cet axe vers la seconde extrémité, de telle manière que leurs pôles contraires fio. ss4. se regardent ; ces deux dernières pourraient être remplacées par un contre- poids. La première aiguille rend l'appareil sensible à l'action du globe , en sorte que la paille se place dans le méridien magnétique. Le tout est entouré d'une cage en verre , percée latéralement d'un trou par lequel on présente a l'aiguille les corps que l'on éprouve; un arc divisé, maintenu au-dessus de la paille, sert a mesurer ses dé- -viations. Lorsqu'on présente différents corps à l'aiguille, elle est tantôt attirée, tantôt repoussée; le bismuth et l'antimoine produisent tous les deux une répulsion. Mais ces effets sont toujours très-petits, malgré la grande sensibilité de rappareil.

En général les actions singulières que les aimants paraissent exercer sur tous les corps, d'après les expériences de Coulomb, de MM. Becquerel et Leimillif, sont si faibles, qu'il faut employer des précau-

96 coDBs M niTaïQui.

tioiM Irès-roinutieuset pour écarta- tonlot les otoMi étnmgèraqui pourraient les dénaturer ; ea sont œs dUioiiUés qai n'ont pu eseoR permis d'assigner la caose probable de oes phénomènM. Il n'eaot pas de même d'oii antre genre d'aelton , dëoonwt par I. Ango,e( qui est exercé sur les aimants par les corps ayant nae position fiieR' lativeroent à des aimants mobiles : H. Faraday a pronTéqseeeUeaf tion était dae à des courants éleetriqucs, que le moanacn^M de l'aimant et do corps éprouvé faisait naître dans oa dénier;!* décrirons oes nonyeaox faits et leur expUoation probable, â b^^ la théorie physique de réieotro*raagnétisnie.

QUA^MAtlTE-SlXIÈlE LEÇOTI.

QUARAHTE-iBIZIÈME LBÇOW.

Souroet d*éleclricîté. — tleolricité dë?eloppée par la pression ; par le olÎTage ; par la chaleur. — Galtaoisme. — Électricité développée par le oonlacl ; dans les actions chimiques. — Pile de Yolta ; ses diverses formes. — Effets généraux de la pile. Commotion Toltalque. Effets calorifiques et lamineux. Décomposition de Tean. — Des piles sèches.

77S. L*éleclricité statique et le magnétisme formeraient les deux soar<;<>9 dernières théories de la physique, sans les faits décoiiyerts depuis cinquante ans; ces faits ont considérablement agrandi le domaine de l'éleotricitéy en prouvant que cette cause naturelle joue un rôle dans presque tous les phénomènes physiques et chimiques^ et qu'elle doit èlre regardée comme l'origine des actions magnétiques. Il en est résulté une science toute nouvelle et fort étendue, que l'on peut appeler généralement l'électricité dynamique, car tous les phénomènes qui la composent ne peuvent s'expliquer que par le mouvement continu des fluides électriques. Mais avant de définir et d'étudier les effets produits par l'électricité en mouvement , il ne sera pas inutile d'exposer d'abord plnsieurs faits, dépendant encore de l'électricité statique , et qui serviront en quelque sorte d'introduction à la recherche de toutes les circonstances dans lesquelles il peut y avoir décomposition de fluide neutre.

774. Le frottement est l'origine de l'électricité libre , dans les ma- sieetridu d«T«chines électriques qui ont été décrites précédemment.. Mais d'antres °'*'*'SI».* **'*' causes peuvent donner lieu à la décomposition du fluide naturel ; la pression exercée sur des corps solides , compressibles ou élastiques, est une de ces causes. Le premier fait relatif au développement de l'électricité libre par pression a été signalé par M. Libes ; ce physicien remarqua qu'un disque de métal isolé et non verni étant pressé sur du taffetas gommé s'électrisait négativement; tandis qu'il s'électrisait positivement si on le frottait sur le même corps. Un plateau de verre poli s'électrise aussi négativement, s*il est pressé sur du taffetas gommé.

Haiiy a découvert plus tard que la pression exercée sur des cristaux T. m. 7

dont le clivuge n'est pas très-serré , peut occasionner un dévelo{i(iement d'électricité libre. La chaux carbonatéecrislaliisée^ouletpith d'Islande, présente ce phénomène d'ane manière très-sensible; il soit de le comprimer avec les doigts , et de le présenter ensuite à une do extrémités d'une aiguille métallique, mobile sur un pirot oondoctor, et communiquant avec le réservoir commun ; Faigaille est alondé- ▼iée , par l'attraction que le fluide libre , répandu sur le crutaleaprimé , exerce sur le fluide de nom contraire que son inClaence loo* mule à l'extrémité de cette aiguille. Les cristaux comprimés peoTeoi conserver leur électricité libre pendant plusieurs heures, eio^ pendant plusieurs jours ; cette puissance conservatrice est prioâpi^ ment remarquable dans le spath d'Islande. Cette propriété de doiui' des signes d'électricité par la pression, et sa permanence plos'^'' moins longue , ont été introduites, par Haûy , au nombre des toffj^ de distinguer les unes des autres les substances minérales.

M. Becquerel a étudié de plus près les phénomènes dus au pement de réleclricité par pression ; son éleclroraèlre était d"***" lance électrique, dont le fil mctallique était capillaire; on «FP*^ particulier lui permettait de graduer à volonté les pressiowrtef^^' et de les faire cesser , soit instantanément , soit avec une rilesse ^ terminée. Ses expériences l'ont conduit aux lois suiraules : ^^^ deux corps de nature diflerente sont pressés l'un C0a(jv/'aa''^' ensuite subitement séparés, ils se trouvent chargés d'éleclricil» c^" traires. Si les deux corps sont mauvais conducteurs, ou»)^^^^ conducteurs, ils ont été pressés ou séparés en les tenant i>o>^i^ tricité libre répandue sur chacun d'eux se manifeste par le^^'S ordinaires. Si un seul de ces deux corps non isolés est mauvais cosducteur, il manifeste seul de l'électricité libre. Enfin , si ^^' corps pressés sont bons conducteurs et constamment en contact*^ le réservoir commun , l'électricité libre développée par la P'**^ n'est sensible sur aucun d'eux , comme on devait s'y attendre.

La quantité de fluide neutre décomposée par la pression )<^ masse d'électricité libre répandue sur chacun des doux corps P^ après lour séparation , dépend à la fois, et de l'iutensitédelap^^' qu'ils ont subie, et de la rapidité avec laquelle ils oolétés^l^^ Lorsque (a vitesse de séparation est la même, les charges

éleclr«I^

sont proportionnelles à la pression exercée. Lorsque la P''^'^^ même, l'électricité libre répandue sur' chaque corps sépare» tant moindre que la séparation a été opérée moins '^1^^^^,^^ corps conservent d'autant plus longtemps l'électricité lib'«^''^^^ par pression, que leur condoctibilité est plus faible.

ODARAnTE-SlXltm LKÇOn. 00 .

La chaleur inflse beaucoup sur ces phénomènes : le spath d'Islande qui, a la température ordinaire ^ se charge d'électricité positive par In pression , prend an contraire , dans les mêmes circonstances , Télectricité négative , lorsque sa température est suAsarament élevée. Deux corps de même nature et à la même température étant pressés l'un contre l'autre, ne donnent aucun signe électrique après la séparation ; mais si l'un de ces corps est plus échauffé que l'autre , il se trouve chargé d'électricité négative , et le plus froid est électrisé positivement.

Pour observer ces phénomènes, il faut avoir soin d'essuyer et même de sécher les corps que l'on doit presser , car l'humidité adhérente à leur surface peut agir comme corps conducteur pour recomposer les deux fluides électriques développés; l'expérience prouve en effet que sans ces précautions les corps pressés ne donnent aucun signe d'électricité libre après leur séparation. On peut constater l'existence de l'électricité développée par la pression sur des morceaux de liège , de gomme élastique, de moelle de sureau , tenus par des manches iso^

lants.

Il ne faut pas confondre le développement de l'électricité- par In pression seule, avec celui dû au frottement entre les corps pressés. Les premiers faits cités plus haut prouvent que ces phénomènes sont très-distincts y car un même corps peut se trouver chargé, après l'opération^ d'électricités différentes dans l'un ou l'autre cas. M. Péclet paraît avoir démontré, par une longue suite d'expériences , que l'énergie de la pression n'a pas dlnfluence sensible sur la quantité d'électricité développée entre des corps frottés sous cette pression continuellement agissante. Ces nouveaux faits ne sauraient contredire les lois, trouvées par M. Becquerel , sur l'électricité développée par la pression , puisque cette classe de phénomènes est d'une tout autre nature que celle étudiée par M. Péciet«

77s. Lorsqu'on sépare jdans l'obscurité deux lames de mica , il y a Fi-etrkitrf lamière produite ; et si ces deux lames sont isolées, elles sont chargées ^"**'cE£igef*' '* d'électricités contraires. Deux lames de chaux sulfatée, privées de leur eau de cristallisation par la chaleur, donnent lieu au mèmephénomène. Les deux parties d'une carte dédoublée se trouvent aussi électriséesde manière différente. Ces faits semblent devoir dépendre de la même cause que le développement de l'électricité par la pression; ils ne sont sensibles que dans les corps cristallisés, ou dans ceux dont les deux surfaces, après la fracture, peuvent être considérées comme offrant quelque différence relativement à la disposition des molécules. L'expérience prouve en effet que deux morceaux d'un bâton de verre

100 C01IB8 Dl PHYSfQVI.

OU de résine rompu ne sont pas ëlectrisés. Le choc peut aossi dérelofper de rëleotricité , snns doute par la compression qu'il oocaàoox dans les corps choqués ; la lumière ou la phosphorescence qui accœ pagne le choc dans robscurité doit être attribuée â la réunioade deux électricilés développées par la percussion. Kircin.ii.: 776. Certains cristaux naturels présentent des phénomènes es-

.iiai«ar. triques lorsqn'on élève leur température. La tourmaline, cntm^ en prismes héxa(;on aux ou triangulaires allongés, est très-coinmà pour étudier cette propriété ; il parait que les phénoinèncssoDlf ' prononcés pour une certaine longueur du cristal éprouvé. Quaoii^ chauffe une tounnaline, en la plongeant dans Teau bouillao^^ remarque que ses deux moitiés sont chargées d'électricités contni:?, la présence des deux électricités est principalement sensible ^o^'^ deux extrémités du cristal prismatique.

Lorsque deux cristaux de tourmaline chauffes sont présenté Ib"' l'autre, ils s'attirent ou se repoussent, suivant "que les extres'^ rapprochées sont chargées d'électricités contraires, ou éleclri**' la même manière. Pour faire commodément celte expérience «F*' tique une chape au milieu de chaque cristal, et on le plM<|^ * pointe d'une aiguille métallique non isolée, après l'avoir plo»!?'"^ l'eau bouillante. Les deux cristaux de tourmaline peaTentuoH mouvoir facilement et céder à une attraction ou à unerépo^^^*^^ trique très-faible.

Il parait que l'électricité développée dans ces circomUnco^^ a une inégale distribution de la chaleur. Nous avons dé]àû\^ simple différence de température entre deux corps de mêniç^ frottés l'un contre l'autre , suffisait pour décomposer leur flw'*^ rel , et les charger d'électricités contraires : nous aurons 1 ^(^ constater par la suite que le simple don tact entre ces m^ ^ produit des phénomènes semblables. Il y a tout lieu do croire q ^ propriété dont jooissent certains cristaux, d'être ^^^^"*î'*** ^,gs chaleur, est due a des causes analogues ; car le fait du ^"'^j^^. les substances cristallisées permet de lés considérer comme ^ ches de même nature juxtn-posées, et l'on conçoit que ^'^^^^. ^^ régulier des molécules qui composent chaque couche, p«u^ ^ -, telle diffél^nce entre la nature de ses detli faces , que la ^^^ doive distribuer inégalement. ;

Une tourmaline chauffée étant brisée transversaleoieoli ^ V» fragments oft-e deux pôles électrisés différemment. Ce w* ^ que les électricités développées par la chaleur dans cbiq"* .^ n'en sortent pas, itiaîs qu'elles se transportent seulement, ap

QIJAEAffTB-SlXIÈME LBÇO!V. 101

séparation j vers ses deux faces opposées. La polarité de la louriaaliiie doit alors s'expliquer de la même manière que celle des aimants, dans la théorie des fluides magnétiques.

Il y a, pour chaque cristal de tourmaline, deux limites de température entre lesquelles les phénomènes électriques sont sensibles ; ces limites sont en général lA^ et IBO* centigrades : elles sont peudifiérentes pour deux tourmalines de même longueur, mais elles yarient avec cette dimension. Quand on chauffe régulièrement une tourmaline, * ' ses pôles ou centres d'action électriques restent de mémo nature , tant ' que sa température s'élève. Mais si on la laisse se refroidir ensuite, ses * ' pôles disparaissent un instant , pour reparaître ensuite en changeant ' de position.

^ H. Becquerel , qui a beaucoup étudié le développement de l'électricité par la chaleur dans les substances cristallisées , et à qui l'on doit ' la découverte du renversement des pôles , lors du refroidissement de la ^ tourmaline, a remarqué qu'une tourmaline chfiuffée ou jrefroidie par une de ses moitiés seulement, l'autre étant entretenue à une tem- ' pérature constante , donnait des signes d'une seule électricité libre I sur la première inoitié, tandis que la seconde restait à l'état naturel. I Ce fait sembre contraire à tous les autres phénomènes électriques con- I nus, dans lesquels les deux électricités se développent en même tempsj mais il peut se faire que , dans cette expérience , les deux électricités existent réellement séparées, mais qu'étant inégalement distribuées dans l'épaisseur et même la longueur du cristal , elles soient inégalement perceptibles.

777. De toutes les causes de développenient de l'électricité, la p}us GaUaoiBow. importante est sans contredit celle qui donne lieu aux phénomènes galvaniques. L'ensemble de ces phénomènes constitue une partie de lu physique fort étendue , et d'une grande utilité pour l'étude de 1^ chimie. Voici l'origine de lonr découverte , qui remonte à Tannée 1790. Galvani, disséquant des grenouilles morteai, dans le voisinage du conducteur d*une machine électrique , aperçut certains mouvements cgn- I vulsifs dans leurs cadavres mutilés. Cherchant ensuite à éolaircir ce t phénomène qui n'était qu'un choc en retour , il reconnut qu'il suffisait I de mettre en communication les nerfs et les muscles d'une grenouille I récemment tuée, au moyen d'un arc métallique, et surtout d'un arc composé de plusieurs métaux, pour y faire naître d(^ vives convulsions. Ce fait peut être constaté sur un grand nombre d'animaux; p:iais les I animaux à sang froid, tels que les grenouilles, sont préférable^ à oeox à sang chaud , parce qu'ils conservent plus longtemps après la mort l'irritabilité musculaire , nécessaire à la production du phénomène

lOi COUBS DB PHYSIQDC.

dont il s'dgît. Pour préparer convenableiueul une grenouille, on coo^ son corps transversalenieiit au-dessous des bras ; on dépooillepruiiptemeot ses cuisses et ses jambes de leur peau ; on enlève enioile toute les chairs qui recouvrent les nerfs lombaires , qa'oii a soia de nep^s attaquer ; on met ainsi à nu les nerfs et les muscles qui se readeotia pattes postérieures.

Lorsqu'on place un fil ou une lame métallique , de cuivre, pareiaple, sous les deui nerfs lombaires , une lame d'un autre méUUttrb muscles ou les jointures, on peut faire naître dans ces muscles de vi^ convulsions, soit en rapprochant les deux lames jusqu'au coatid. soit en les mettant en communication par un arc métallique de Kse nature que l'une d'elles , ou par un troisième métal. Ces conTiè»tf naissent encore , mais beaucoup plus faiblement , lorsque le &^ galvanique ne contient qu'un seul métal.

Galvani; pour expliquer ce phénomène, admettait que Ici iw" les muscles constituaient deux armures ëlectrisées de raalièrcJfi»' rentes, analogues à celle de la bouteille de Leyde ; qu'une substtf*» isolante comme le verre, empochait la réunion de» deuxâech» » ^ qu'il y avait décharge en réunissant ces deux armures parufl''^

tnilique; et enfin que les muscles et les nerfs éprouvaient akvsl dû au passage de l'électricité.

di^\^\!J^%fU '^'^®' ^^^^^ ^"^ conduit à une autre explication. Il consUla d'abu^ que les phénomènes étaient plus prononcés quand Y»f^ PJ . . était composé de métaux différents. En effet, lorsq^'o^*^®*"^ .^ qu'un seul métal, il faut des circonstances particulière» po*^ des résultats sensibles ; il faut surtout prendre un animal «o récemment , et qui au moment de la mort fut dans un étato*' développé. Volta crut pouvoir attribuer l'origine de Télectnc vanique au contact des métaux. 11 a\ait déjà imaginé Tinstni' pelé condensateur, dont la force condensante peut aller J*'*'! ^ tupler la tension d'une source électrique. Il 'chercha à r»"* '^ moyen de cet instrument, que le contact seul de deux mêlais tupe différente, occasionnait iiu développement d'électricité. ^ . Pour cela, il se servit de deux disques, l'un de zinc, 1**^ ^ vre, munis de deyx manches isolants. Il les niettait V^^ ^^ ^„ les séparait ensuite, mettait l'un d*eux, et toujours le même, tact avec le plateau inférieur du condensateur, tandis (p^ ^ supérieur communiquait avec le sol. Il répétait celte oF ^ grand nombre de fois, et parvenait à observer des signe» <* ^^^ sur le plateau collecteur, lorsqu'il enlevait le plateau sttpefi rare cependant que celle expérience réussisse.

contact.

QUARAIfTE-SIXife» LICOU. 103

Si le seul contact saffit pour développer l'électricité, le système isolé de deux placpies sondées , Tune de zinc , l'autre de cuivre , devra être constamment électrisé; les deux métaux devront se charger d'électricité libre de noms contraires; cependant la quantité de ces électricités sera sans doute trop faible pour être observée. Hais si l'on se sert du condensateur, que l'un de ses plateaux communiquant avec le sol, on touche l'autre, qui est ordinairement en cuivre, avec l'extrémité cuivre du système des deux plaques soudées, tandis que l'extrémilè zinc est tenue à la main, l'équilibre électrique ne pourra s'établir que lorsque la tension de l'électricité libre du plateau touché sera égale a la force répulsive due à la décomposition de fluide naturel qui s'opérera au contact des plaques, et à laquelle Yolta a donné le nom do force électro-motrice. Or l'électricité latente, maintenue sur le plateau par l'action du condensateur, pouvant être cent fois plus considérable que cette électricité libre, l'écarteinent des deux plateaux pourra donlier des signes électriques observables. C'est en effet le résultat que donne Texpérience.

II semblerait, d'après cela, que si l'on touchait le plateau du condensateur avec l'extrémité zinc, en tenant Textrémité cuivre à la maîn^ le condensateur devrait manifester de l'électricité contraire à celle observée dans le cas précédent; mais dans ces circonstances on n'observe aucun effet. Yolta expliquait cette anomalie, en observant que le plateau du condensateur étant delà même nature que la plaque de cuivre, la ])laque de zinc se trouvait en contact par ses deux extrémités avec du cuivre, et que les forces électro-motrices opposées , dues à ce double contact, détruisant leurs effets, le fluide naturel du zinc ne pouvait être décomposé. En effet, cette anomalie disparait lorsqu'on interpose, entre 1(* zinc et le plateau du condensateur, un des corps que Yolta regardait comme simplement conducteurs, on ne jouissant pas des propriétés ëlcctro-niotrices, tel que du papier mouillé ; alors le condensateur donne des signes sensibles d'électricité contraire a celle manifestée dans le cas précédent.

Dans ces expériences le cuivre se charge d'électricité négative, et le zinc d'électricité positive. D'autres métaux , éprouvés de la même manière, donnent desrésultats analogues. Il n'y aurait, d'après Yolta, que certains corps qui jouiraient de la propriété électro-motrice, et qu'il nommait pour cela corps électro-moteurs ; il appelait non-électro-moteurs, ou simplement conducteurs, les autres corps, dont le contact ne détermine pas un développement d'électricité capable de masquer celle que donnent les premiers, mats qui conduisent cependant très- bien les fluides électriques.

^ 104 COURS OK PHT8IQOI'.

Origine d« u piu 779. D^après Volta , la force électro-motrice d'un système de dm plaques en confact, de métaux différents, de cnÎTre et de tinc par exemple^ ne serait pas diminuée si l'on chargeait ce système, comne tout autre corps conducteur, d'électricité positive ou négatifc. C'est-à-dire que le système contenant isolé, (4~ ^ ) d*clectricité positive sur sa partie zinc , ( — i ) d'électricité négative sur n pirlie cuivre, et recevant d'une source d'électricité une quantité 2s d'électricité positive, contiendrait ensuite une quantité («^-^^ ^'^' tricité sur sa partie linc , et une quantité (fs — 1 ) sur sa partie eévre^ en sorte que la différence (2) de l'état électrique de ceideo parties serait constante, et servirait de mesure à la force Mto- ' motrice.

C'est ce principe qui conduisit Volta à imaginer la pile qoi portes» nom. Cette découverte a eu une influence immense sur les progrés de In physique et de la chimie, et cependant la «théorie de r«pp>R« qu'elle a fourni est encore très-imparfaite; car parmi les différente hypothèses qu*on a conçues pour l'expliquer, il n'en estpasaoe^ soit exempte de doutes et d'objections. En admettant le priocijKP<i^ par Volta, on en déduit, comme conséquence, que l'équilibre éwlnque ne peut exister entre deux plaques de cuivre et de linc eneontac , que si la différence entre leurs états électriques est égale à U force électro-motrice; tandis que si ces plaques sont séparées par un conducteur humide non-électro-moteur, leurs états électriques (^oiVeu'^'^ égaux.

Il est facile de voir, d'après cela , qu'en plaçant a u-dessusduft couple dé plaques de cuivre et zinc (c., jBi) un disque de papief ^^ drap mouillé, puis au-dessus un autre couple des mètnes me Fie. 385. (c^,z^), l'équilibre électrique ne peut exister dans ce*«y«l^"**j ^ lorsque la différence entre les états électriques du premier caivre [ ij? et du dernier zinc (jb,) est double de la force électro-motrice;?" plaçant au-dessus du second couple un second disque de drap iQ^*^ puis un troisième couple (c^, z^ ), l'équilibre n'est élabli q"^ '^^^^ la différence des états électriques de c, et «, est triple de la force tro-motrice; enfin que l'équilibre ne peut exister dans la P* . Volta, que lorsque la difterencc des étals électriques du prem»^ vre et du dernier zinc est égale à autant de fois la force eJecln^ trice, que cette pile contient de couples ou d'éléments. .

On déduit de là que , si n est le nombre des éléments d un r isolée, et (-f-2) la force électro-motrice, le premier cuivre ^ chargé d'une quantité ( — n ) d'électricité négative, et le ^^^^^'^i^ de (-[-nj d'électricité positive; que si cette pile commun'^"®*

QUAHANTI-SIXIËMS LEÇOJI. 105

Bol par son extrémité cuivre, dont Vétat électrique sera conséquemroeiit léro, son extrémité zinc sera chargée d'une quantité ( 2» ) d'électricité positiye, en sorte que la tension de l'électricité à cette seconde extrélollé sera proportionnelle au nombre des éléments.

On constate facilement que la pile, composée comme nous Tenons de le dire, est chargée d'électricités contraires à ses deux extrémités lorsqu'elle est isolée, d'électricité positive à son extrémité zinc, lorsque son extrémité cuivrç touche le sol, ou d^electricité négative a son extrémité cuivre, lorsque son extrémité zinc est en contact avec le réservoir commun. Il suffit pour cela de mettre en communic^Uiou avec le plateau collecteur du condensateur de Yolta , l'extrémité de la pile dont on yeut étudier l'état électrique. Hais lorsqu'on veut vérifier la loi de proportionnalité, que la théorie de Volta assigne entre les tensions extrêmes et le nombre des éléments de la pile, en se servant a cet effet du plan d'épreuve et de la balance de Coulomb, tout en constatant que ces tensions augmentent avec le nombre dés éléments, on trouve pour cette augmentation une loi moins rapSae que la loi théorique, et qui peut même varier entre des limites très-étèudues, d'une pile à une autre.

780. Depuis la découverte de la pile de Volta , on a étudié en détail ii.etricii^ toutes les circonstances qui peuvent influer sur le développement et u^'k^iS^ tidmi*. le mouvement de l'électricité dans cet appareil. On n'a pas tardé à ^''^'*

s'apercevoir que l'action chimique, exercée entre les métaux et les liquides conducteurs qui le composent, avait une grande part à la décomposition de fluide naturel que l'on y observait. C'est ainsi que les acides qui corrodent les métaux semblent être les meilleurs conducteurs à employer pour favoriser Ténergie des phénomènes voltaïques. WoUaston a avancé le premier que c'était seulement à cette action chimique qu'étaient dus les phénomènes de la pile j les expériences que nous citerons par la suite donnent un grand poids à cette opinion.

On peut d'aiHeurs prouver, en employant encore le condensateur de Volta , qu'il y a un développement d'électricité dans les actions chimiques. Si l'on place sur le plateau collecteur un disque de papier niouillé, et dessus une capsule de zinc, ^ans laquelle on verse de Tacide sulfurique qui agit chimiquement sur ses parois, et qu'on plonge dans le liquide une tige de plaiine communiquant avec le sol, le condensateur indique bientôt une charge électrique sensible. 11 y a donc décomposition de fluide naturel pendant l'action chimique : l'une des électricités se répand dans le sol, en suivant la tige de platine ; l'autre se transmet de la capsule au plateau du condensateur, à travers le

106 COURS DE PHTSIQCE.

conducteur humide. Cette expérience rëpétéc sur un grand noœbrc de substances métalliques, et de liquides acides différents, sosceplitila d'agir chimiquement sur ces métaux, a donné dans tous les cas des résultats semblables.

M. Pouillet a constaté que la combustion du charbon donne àelé lectricité, en empêchant le contact de la partie non brûlée, areck produit de la combustion, pour éviter la recomposition des deoiffeftricités. Ainsi en plaçant sur le condensateur un charbon, incace»cent à sa surface supérieure^ de telle manière que l'acide carbo«l» formé, plus chaud que l'air, s'élève dans ralmosphère,ootroaTtfie le charbon s'électrise négativement^ et l'on reconnaît facilen»'?* le gaz acide emporte de l'électricité positive. M. Becquerel a «i**'"^ qu'il y a développement d'électricité, lors de l'action chiniil*^^ acides et des bases, des acides ou des alcalis sur les sels, et inèoe '^ sels entre eux ; qu'en un mot toute action chimique, quelque wr^ qu'elle soit, développe de l'électricité ( cinquantième leçon J. i»r^..e. dHcUon. 781 . Aiusi il pcut y avoir de l'électricité développée dansfaP'^* ^'""'*''7,;' "•'» par l'action chimique, et cela en plus ou moins grande qoao*'*'*;' vs^nt Tordre des substances métalliques que l'on met en contact, ^ s vant le liquide que l'on emploie comme corps conducteur. l'^'^^'^V' on doit se demander si le contact des métaux di£PcrentsestKB^ SQ sant pour développer l'électricité manifestée dans la pils; ^^ blesse des actions chimiques exercées n'aurait paf 'a^^'^ '^ erreur. Ne serait-il pas possible qu'une action chimique, cwj' l'oxygène de l'air sur les éléments de la pile, donnât naissi^^^ tricité que Vol ta attribuait au seul contact des métaux?

On a cherché si l'électricité continuerait à se développer «» pile que Ton placerait au milieu d'un gaz qui ne pourrait eierc^ ^ cune action chimique sur les éléments, tel que Th^drogeneou carbonique. On a trouvé de cette manière que les mélaoi>c<^ qui donnaient les phénomènes clectriquet les plus marques m ^ pile qu'ils composaient était au milieu de l'air, oe donnai» r aucun signe d^électricité développée quand l'appareil était d'un gaz sans action chimique sur eux. Lorsque les élénients^" exposée à l'air sont composés chacun de deux métaux soudes, reil n'agit bien que si les bords de ces éléments sont parfaiteio ^ capes; mais lorsque leur surface latérale s'est recouverte .^ l'appareil est sans efficacité. Ce fait est une nouvelle preuve en ^^ Topinion qui attribue à une action chimique le développei^cn tricité observé dans la pile de Volta. i.

Nous avons dit qu'en tenant à la main la partie zinc du sy'

QUAHAirri-SIXIÈlE LSÇOIf. 107

ùvux pkques cuivre et zinc, soadées bout à bout, tandis qae la partie cuivre touchait le plateau du condensateur, on obtenait des signes électriques sensibles. Mab ce fait ne pourrait-il pas provenir de ce que l'humidité, due a la transpiration cutanée, exerce sur le xino une action chimique? Si l'on tient le zinc avec une pince en bois sufELsninment conductrice, on »n'obserTe plus aucun signe électrique. Si tenant le zinc avec la main, on dépose sur ce mêlai quelques gouttes d'acide sulfurique, rélectricité recueillie parait beaucoup plus forte. ; Dans ce dernier cas, les deux électricités développées par Taction chimique se recomposeraient si le système des plaques était isolé ; eu le (faisant communiquer au contraire avec le sol, une des électricités se ■perd, Tautre se répand sur le plateau collecteur. Toutes ces expériences tendent au moins a faire considérer le contact des métaux comme insuffisant pour expliquer les phénomènes de Télectricité voltaîque.

H. Becquerel a d'ailleurs prouvé, par des expériences directes, que t les liquides ne sont pas de simples corps conducteurs comme Volta le supposait 'f qu'ils exercent dans la pile une action comparable à celle des métaux , et qui peut même l'emporter sur cette dernière. Quelle que soit donc la théorie au moyen de laquelle on parviendra à expliquer, d'une manière complète, tous les phénomènes qui se rattachent au galvanisme, il est certain que les idées de Voila sur la cause du iléveloppeiiient de l'électricité dans la pile, ne peuvent plus être soutenues, et que les actions chimiques ont une grande part à ce développement, si même elles n'eu forment pas la seule et unique cause.

Après avoir étudié les phénomènes que la pile peut produire, on verra que ses effets peuvent s'expliquer en admettant que les actions chimiques seules y développent les électricités manifestées, et cela d'une manière plus complète qu'en les attribuant au seul contact des métaux. 11 serait cepemiant faux de conclure, de cette théorie moins imparfaite, que le simple contact entre des corps ne produit jamais d'électricité libre; car on peut reconnaitre, à l'aide d'un électromètre condensateur très-sensible, qu'il y a électricité développée lors du contact d'un morceau de peroxyde de manganèse, avec un métal non oxydable dans l'atmosphère, tel que l'or oti le platine; et il serait impossible d'attribuer l'effet observé dans celte circonstance à une action chimique. Hais on peut adopter îa théorie chimique de la pile, sans nier pour cela qu'il puisse y a voir de l'électricité libre produite par le seulcontiicl de certains corps; on doit seulement regarder celte dernière cause comme entrant pour une très-faible part dans les phénomènes voltaîques.

78â. Les premières piles qu'on ait construites se composaient , comme pu* à eoioone. nous l'avons vu, de couples de deux métaux, séparés par des conduc-

teurs humides. Les métaux employés étaient souTent l'argent et le ik. On a substitué^ depuis, le cuivre à l'argent comme moins dispendiesi. Les disques de carton ou de drap , interposés entre les conplesnébiliquesy étaient imbibés d'eau pure; on ne tarda pas à s'apeiterw qu'il était très^vantageux , pour obtenir des phéDOinènespimp noncés, de dissoudre dans le liquide employé des substancoaiioc ou des acides. Les deux plaques de cuivre et zinc de cbaqae»i|« étaient simplement juxta-posées : on trouva qu'il était plus eb(« de les souder ensemble ; on donna plus d'épaisseur à la plaqK^ zinc^ qui s'use plus vite que l'autre. Hais cette forme de lafui?^ laïque, â laquelle elle doit son nom, présente un grand inconreDiefll: le poids des couples^ comprimant les disques intermédiaire^) a tw sortir le liquide; ce qui, d'une part , diminue la conductibilité®''' Heure , et de l'autre établit souvent une communication extenesî entre des couples éloignés, deux circonstances qui Jiminucot mcoup , et {peuvent même annuler les e£Fets de la pile. p.ir i c«.ran«e, 788. On a alors imaginé une forme nouvelle, à laquelle om <'«»""* Cl à niMe.. jg j^^^ jg pjjg ^ couronnes et â tasses^ Dans cet appareil cb^^^J

pie se compose de deux lames de zinc et cuivre soadées boo^i Fio. 386. c^ recourbées de manière à former un arc métalliqoe; ^ ^ verre, contenant une dissolution saline ou acide, sontsoccessi^ réunis par des arcs métalliques semblables et semliibletBen p dont les extrémités plongent dans les masses liquides, fl'*^ les deux extrémités , l'une cuivre et l'autre xino, des dci^*^ ^ cutifs qui plongent dans le même vase, viennent à se toocwT' système chaque arc métallique remplace l'élément de la P» " dente , et le liquide de chaque tasse le disque de carton ou ^ mouillé. Bais l'intervalle compris entre deux éléments consec ' qu'occupe le liquide, est trop considérable pour ^"® ** ^^" ,!Lrt , soit suffisante : il en résulte que ce genre de pile b (^^ elle est d'ailleurs d'une forme très-âncommode. ^

Pile à ..g«. 784. La pile à auges fut imaginée plus tard. Ce nouvel «r^ consiste dans une caisse en bois, divisée en comparlim®'* ^ par des cloisons composées chacune d'un couple de deux P ^ vre et linc soudées ensemble, qui s'engage dans une '**°"'*L,é.> sur les parois delà caisse, contre lesquelles il est ensuite iu« ^ cases sont remplies d'une dissolution saline, ou d'un hq^ ,^ Deux fils métalliques plongés dans les cases extrêmes» ^ ^^ leurs bouts libres d'électricités contraires, que l'action ^^^^ accumule aux extrémités de la caisse. Ce sont ces bouts q |j. 9ÎQne par le nom de pôles de la pile, ou de réophom, e* ^ '

Fie. 387.

QDABAIITI-Sl&lfclE LEÇOIT. 109

cileraent transporlables^ rendent la pile à auges d*an usage fort com* mode.

Pour mettre en actiTité cet appareil, ou pour suspendre son action^ il suffit d'y Terser le liquide conducteur, ou de Fen rejeter; opérations qui sont faciles et promptes. Ici les actions chimiques suffisent pour décaper lesmëtauXytandisque dans la première pile décrite, composée de couples superposés, les oxydes formés restent à la surface des métaux, et l'on est obligé de les en détacher. On peut composer la pile à auges de plusieurs caisses semblables, que l'on réunit par des lames métalliques, plongeant dans les cases extrêmes. Malgré tous ces ayantages, la pile à auges a un inconvénieut : les caisses se déjettent et laissent échapper le liquide.

788. La forme de pile la plus avantageuse dans bien des circonstan- ^^ *'* w«iu«. ces est celle connue sous le nom de pile de Wollaston. Les plaques sont montées sur une traverse en bois, et peuvent être plongées iramëdiatcmcnt dans une série de vases en verre sépares, correspondant chacun à un couple de plaques, et qui contiennent le liquide acide. Le couple de plaques qui plonge dans un même vase se compose du cuivre d'un des éléments, et du zinc de l'élément suivant : ces deux métaux doivent élre contournés de manière à ne pas se toucher. Au moyen de cette disposition on peut fairecommencerou cesser l'action de la pile, en baissant ou soulevant la traverse en bois, et expérimenter au moment même où Faction commence : ce qui est très-important, car c'est alors que la pile agit avec plus d'énergie; on peut aussi exciter cette action en employant un liquide plus fortement acidulé, sans craindre que les métaux se détériorent, puisqu'on peut la suspendre à volonté.

Wollaston a imaginé de recourber dans chaque couple la plaque de cuivre autour delà plaque de zinc, et de doubler ainsi la surface par * laquelle elle doit recevoir l'électricité développée par l'action chimi-» que. L'expérience a prouvé que cette disposition rendait plus énergique l'action de l'appareil; ce qui tient a ce que l'électricité â faible tension, comme celle qui se développe dans la pile, ne passe pas sans résistance dans les métaux. Cette résistance est moindre pour les métaux facilement attaquables par les acides que pour ceux qui le sont peu ou point : or, le zinc étant fortement attaqué, tandis que le cuivre ne l'est pas ordinairement , il est nécessaire d'augmenter la surface de ce dernier métal, pour qu'il puisse livrer passage à la même quantité d'électricité que le premier. Cependant , cet avantage cesserait d'exister si l'élccfricité développée dans la pile avait une grandeénergie: car la différence des résistances offertes au passage des fluides électriques, par une même surface de cuivre et de zinc, diminue lorsque les tensions de ces fluides augmentent.

1 10 covHS D« rarsiQVK.

r.r. rohriù^. 786. Enfin, il y a encore nne forme de pile trèii-simple ei de» plot économiques^ qne l'on emploie ponr produire des phénomènes qui exigent , non une grande tension , mais une grande masse d'électricité en mouvement. Elle se compose de deux lames de cuivre et de tinc parallèles , dont l'ensemble est contourné en forme de spirale , maïs qui ne se touchent nulle part ; les spires sont séparées par un tissa d'osier qui les maintient à un petit intervalle; au milieu se trouve ud noyau en bois auquel tout l'appareil est fixé, et qui sert a le souleTer. En le plongeant dans un baquet contenant un liquide acide , on a ainsi de très-grandes surfaces en contact avec le liquide. On recuit ord/oairement les extrémités des lames en fils métalliques. Cet appareil est une pile d'un seul élément , mais il y a des cas où ce seul élément est préférable à une pile multiple.

uî'ïoiuT. ne "^^^^ ^P'^* avoir décrit toutes les formes de piles en ^sage , il eoa-

vient d'indiquer quelques-uns des phénomènes que l'on peut faire naître avec ce genre d'appareil. Ces phénomènes peuvent être rangés en trois classes distinctes : les effets physiologiques , physiques et chimiques. On ne peut ici que parcourir rapidement ces divers effets , et se borner a en citer quelques exemples : leur étude complète exige la connaissance des lois qui régissent le développement et le mouvement de l'clectricité dans la pile voltaîqne , d'après les actions chimiques exercées entre les métaux et les liquides qui la composent; et ces lois ne seront exposées qu'après avoir décrit plusieurs instruments , dont l'explication ne pourrait être comprise maintenant.

En général, les effets delà pile sont dus au passage continu de Féélectricité, ou à des cimrants électriques, qui s'établissent lorsque les deux extrémités de l'apiiareil sont mises en communication par un oorps suffisamment conducteur ; ou quand les deux réophores sont assez rapprochés pour que les électricités contraires , qui s'y portent sans cesse , puissent se réunir en franchissant l'intervalle qui les sépare. On conçoit que dans une pile dont les extrémités sont ainsi en communication constante, l'équilibre électrique est impossible; car d'une part les forces électro-motrices de l'appareil^ ou mieux les actions chimiques qui s'y passent , tendent toujours à accumuler vos les extrémités des fluides contraires ; et de l'autre part , le condooteur interpolaire réunit incessamment les électricités accumulées. Le» deux fluides sont donc toujours en mouvement dans la pilo fermée par un conducteur qui réunit ses pôles : le fluide positif tourne sans cesse, en marchant de l'extrémité cuivre à l'extrémité linc dans l'appareil , et de la seconde a la première dans le conducteur ; le fluide négatif tourne aussi , mais en sens inverse.

V9llaî«|ue.

QCARAlITE-SaiÈSB LfiÇOIT. 111

Voici plusieurs déiiomiuations adoptées , dont il importa de coiiiiaitre la définition. Le pôle positif est l'extrémité , ordinairement terminée par une plaque de zinc, où le fluide positif tend à s'accumuler. Lo pôle négatif est l'extrémité terminée par une plaque de cuirre j et vers laquelle le fluide négatif est repoussé. Quand les deux pôles de la pile sont réflnis par on conducteur , ou par une suite de corps conducteurs , on dit que le circuit voltaïque est formé. On désigne l'ensemble des courants électriques qui parcoureut ce circuit, par le nom de courant t>oltatque. Enfin, on est convenu d*indiquer le sens du courant multiple, par celui du fluide positif : ainsi le courant yoltaïquc Ta du pôle négatif au positif dans la pile même, et inversement du pôle positif au négatif dans le conducteur interpolaire.

788. La commotion que l'on ressent en touchant avec les deux coMmeiioii mains mouillées les extrémités d'une pile isolée, peut être aussi vive et aussi redoutable que celle produite par la décbarge d'une batterie électrique. Elle se distingue de celle de la bouteille de Leyde , en ce qu'elle n'est pas ressentie aussi avant dans les bras j elle est d'autant plus intense que la pile est composée d'un plus grand nombre de paires : avec cinquante paires elle s'étend jusque dans la poitrine. En formant une chaîne de plusieurs personnes pour réunir les deux pôles de la pile, la commotion n'est ordinairement sentie que par les person-nés les plus voisines de ces pôles. Avec une très-forte pile , la cornmotion devient insupportable , et même dangereuse. Il est facile de concevoir pourquoi la commotion vol laïque augmente avec le nombre des éléments de la pile : c'est quVlle dépend de la tension des fluides électriques aux extrémités de l'appareil, et que cette tension augmente avec le nombre des paires. La forme primitive de la pile, celle imaginée par Volta , parait être celle qui convient le mieux à ce genre de phénomène.

Lacomiuotion voltaTque est évidemment due à la réunion des deux électricités, qui exercent leur tension aux extrémités de l'appareil. C'est une recomposition de fluide naturel , semblable à celle qui s'opère quand on touche les deux garnitures d'une bouteille de Leyde. Mais il y a cette différence, que la décharge de la bouteille de Leyde étant instantanée , la commotion qui s'ensuit l'est pareillement, tandis que la pile se rechargeant rapidement après chaque décharge, est cou8ti;mmeut en état de faire éprouver de nouvelles secousses. C'est ce qui donne à la commotion voltaîque une sorte de continuité qui forme sou caractère principal.

Ce qui prouve, au reste, l'analogie qui existe entre les deux genres de commotions électriques dont nous venons de parler, c'est la possi-

112 COORB M PHTSIQtB.

bilitë de charger une bouleille de Leyde avec la pile, en mettant en coninmtiicalion un des pôles ayec la garniture intérieure de la bouteille, et Tautre pôle avec le sol et la garniture extérieure. Cette charge est beaucoup plus faible que celle fournie par une machine i^lectrique ordinaire ; mais elle ne dépend pas sensiblement du plus ou du moins de temps pendant lequel la bouteille de Leyde est en communication avec le^ deux pôles; elle est en quelque sorte instantanée. La rapidité avec laquelle elle s'opère tient a ce que Félectricité entre en mouvement dans l'appareil , aussitôt que réquilibre'voltaîque est détruit , avec une vitesse comparable à celle de réiecfricité libre.

On a fait un grand nombre d'expériences pour constater et étudier les contractions et les mouvements extraordinaires qu'un courant voltaique fait éprouver aux corps organisés, vivants ou récemment privés de la vie. Mais la plupart de ces effets, et les différences qu'ils présentent , dépendant évidemment de la nature et de la oonstitution des organes traversés, appartiennent plutôt à la physiologie qu'à la physique. Telle est, par exemple, la loi reitiarquable qui ràulte d'expériences faites par M. Lehot, et des recherches de M. Marianini, savoir : que, quand le courant positif du circuit voltaîqne se propage dans les nerfs, en suivant leurs ramifications, il produit une contraction musculaire au moment où il commence, et une sensation quand il cesse; tandis que s'il se propage en sens inverse des raraificaiîons des nerfs, il produit une sensation quand il subsiste, et une contraction au moment de son interruption.

Ou est parvenu à rappeler a la vie des animaux asphyxiés depuis une demi-heure, au moyen d'un courant voltaique. En faisant agir ce même courant sur les organes convenables, on a rétabli la respiration et même les fonctions digestives, dans des cadavres récemment suppliciés. Tout indique donc la puissante influence que l'électricité peut avoir taries différentes parties des corps animés; mais le peu de succès des nombreux essais faits par les médecins, pour utiliser le galvanisme, fait douter qu'il puisse être réellement efficace dans le traitement d'aucune maladie, pk^om^r. 7B9. Quand on rapproche, presque au contact , les deux réopbores,

ium!^^^uitt o** ^e* pointes de deux fils métalliques communiquant avec les pôles i»rUpti«. d'une plie en activité, on aperçoit entre ces pointes des étincelles qui se succèdent rapidement, et même une traînée de lumière continue, qui peut être d'autant plus longue que la pile est plus forte. Si l'on &xe aux réopbores deux morceaux de charbon calcinés, et rendus conducteurs parleur immersion à chaud dans un bain de mercure, qu'on les

QUAtAiin-sixitn LBÇOH. lis

approche ensuite l'un de Vautre, il se produit aux points de contact une lumière d'un éclat comparable à celui du soleil ; ce phénomène a lieu dans le vide, aussi bien que dans l'air ou tout autre gas. L'un des réophores étant entouré d'une feuille mince de métal , d'argent, par exemple, si l'on promène l'autre réophore sur les bords et les plis de cette feuille, elle brûle ou devient incandescente vers les points touchés; cette combustion ou cette incandescence est accompagnée de jets de lumière qui présentent des couleurs yariées.

Un fil métallique, suffisamment mince et court, qui réunit les deux pôles d'une pile, s'échauffe, rougit et quelquefois même se fond on brûle. Ce qu'il y a de remarquable dans ce phénomène, c'est la prolongation ou la continuité de rincandescence du fil, quand sa nature, ou l'énergie limitée du courant, ne permet pas la fusion ou la combustion. Cette permanence, qui s'obserTC tant que la pile est active, a fait renoncer à l'explication que Ton donnait du phénomène de l'incandefloence d'un fil, par la décharge instantanée d'une bouteille de Lcyde, ou d'une batterie électnque,et qui consistait à supposer que l'électricité, par un effet analogue a celui d'une forte compression, exprimait instantanément du corps traversé une portion de son calorique.

H. Delarire attribue les effets calorifiques de la pile à la difficulté ou à la résistance qu'éprouve le courant électrique en passant d'un courant à un autre, ou d'une molécule d'un même corps à la suivante. Voici les faits qui rendent cette dépendance très-probable. M. Children, étudiant les différences que des fils métallique^ de même longueur et de même diamètre, mais de nature différente, présentaient sous le rapport de leur incandescence, lorsqu'ils étaient traversés par un même courant voltaîque, reconnut que, lorsqu'on faisait passer ce courant par une suite de fils métalliques de même longueur et de même diamètre, attachés ou soudés bout à bout, mais alternativement d'espèces différentes, les fils d'une même nature, de celle la moins conductrice, devenaient incandescents, tandis que les fils de la nature la plus conductrice restaient froids. Si les métaux employés sont le platine et l'argent, ou l'or, ou le cuivre, les fils de platine rougissent, ceux d'argent, d'or ou de cuivre ne s'échauffent pas. Quand ces métaux sont le platine ou le fer, c'est le fer qui rougit , tandis que le platine reste froid. Dans tous les cas ce sont les fils du métal conduisant le moins bien l'électricité, qui entrent en incandescence. Ce rapport inverse entre la conductibilité d'un métal et la propriété de devenir incandescent eat un indice favorable a l'opinion précédente.

11 est plus difficile de constater directement le développement de chaleur produit par le passage de l'électricité dans les liquides ; deux T. ni. 8

114 coiris Bi rarsiQui.

oauseï tendent à dimînaer la qoantité de oaloriqBe libre ippinite: d*one part la grande chaleur spécifique et la maMe du liquide nployé , de l'autre la production des gas qui se formait par m déoonposition, et qui doivent absorber nécessairement une grande portin de la chaleur dégagée. Cependant l'éléyation de températore du liqnie est sensible surtout dans les portions voisines des o<mdactean;elle est moindre vers le pôle où se dégage le plus grand volante de pi. ainsi dans la décomposition de l'eau , elle est moindre an pôle w^ où se dégage l'hydrogène, dont le volume est double de celai deloygène, qui peut se dégager au pôle positif (§ 791).

Il y a d'ailleurs plusieurs moyens d'augmenter la chaleur lOii^^ développée par le passage du courant voltaffque au travers d^ooiiiH^- On peut le diviser en plusieurs compartiments , et multiplier liuil^ changements de conducteur; mais il faut employer, poorfonnerb diaphragmes, des membranes minces et non des métaux (j^àwKraient lieu a des dégagements de gaz. Lorsqu'on fait paver le oouno* d'une forte pile, d'abord dans un tube de verre plein de liqoi'l'' ^ ensuite dans une mèche de coton imprégnée du même liquide,!^ 'n^ reste froid , tandis que le liquide de la mèche s'échauffe beio^' fissures dit coton produisent ici Teffet des compartiments précéd^"^* Mais le meilleur appareil dont on puisse se servir est uneti^depMQ^ aqueusci qui peut être regardée comme un conducteur h'gvid^''^'^ en oelloles par des diaphragmes non métalliques; lonq»'^" ^^^ dans le circuit voltafque , le calorique développé est asMiii^*^'^f^° faire bouillir l'eau de la plante, dans les parties oàioMf^«^sésltf réophores.

conrfitioM 70O* Les phénomènes calorifiques dont nous venons de prlff

Îî;'r/X^"««! di»tinguent les uns des autres, en ce sens que s'il fast nncpitec»posée d'éléments peu nombreux, mais à grandes sar£ioei,p^'Î7^ duire rincandesccnce des fils métalliques, il est au contraire e»e&^ de multiplier davantage les éléments de la pile, pour détermiscf^ vation de température des liquides traversés par le courant, cos"^ pour la combustion d'une feuille mince de métal , et pour k ^^*^ mène lumineux observé au contact de deux rooroeani ^^ ^^ C'est ainsi qu'une pile de 60 paires, qui produirait ces ^^^^^ phénomènes, ne rougirait pas le fû de platine le plus m^/^* que dix paires de la même pile donneraient le dernier ^^'^^^fV^ premiers. En général les effets calorifiques dus au passage de f» cité par un conducteur , exigeront dans la pile , ponr être ^^^ sihles, un petit nombre d*éléments et une plus grande surface; l*^ ce conducteur sera continu et homogène , et au contraire plu^

QUABAHTI-fllZltHI LIÇOII. 115

mente on nne forte tentioii , longue oe eondoeteer ten hétérogène on discontîaii.

Pour conceroir la cause de cette différence , il fant remarquer à^at-' l)ord que ka flaidea éleetriqnes , rendus libres par l'action chimique de la pile , ont deux routes à suivre , pour se joindre et recomposer du fluide naturel ; ces deux routes sont , d'une part , la série de corps con* dooteun qui composent la pile dle-mème, et , de l'antre , le conducteur ou le système desoondueteurs qui forme le circuit ; si la seconde route offre y par ses aHematiTcs de corps diffi&rente , par sa discontinuité on sa moindre conductibilité, une plus grande résistance que la première , la plus grandepartie des électricités développées se recomposeront en suivant cette première route. Yoilè ce qui explique la nécessité d'augmenter les éléments, pour échauffer un liquide, rougir une fouille mince de métal , et rendre le charbon lumineux.

U faut distinguer en outre dans un courant vol talque Tintensité et la vitesse : l'intensité dépend à la fois de la surfoce et du nombre des éléments; la vitesse dépend surtout de leur nombre; elle est d'autant moindre que ce nombre est plus considérable , et qu'il y a plus d'alternatives ou de diflcontinoîté dans le circuit. On conçoit , d'aprèi cela , qu'un condootenr aussi parfait qu'un fil métallique , exige, pour devenir incandescent , un courant plus rapide, afin que la plus grande quantité de fluide qui le traverse dans le même sens , compense la fai* blesse de la résistance , qui doit être considérée comme la source de la chaleur dégagée. Si la pile est construite de telle manière que le fil ne s^édiauffB pas sensibleinent , c'est que la vitesse du courant y est sans doute moindre que celle à laquelle les résistances du fil tendraient à réduire tout antre courant. Enfin, si le conducteur est discontinu, ou hétérogène, la diminution de vitesse qu'il occasionne est telle, qu'elle peut être sensible, même sur un courant déjÀ très-ralenti. Yoilà ce qui expliquerait pourquoi une pile d'un grand nombre de paires peut ne pas rougir un fil métallique, quoiqu'elle poisse produire lea autres phénomènes calorifiques.

701. Quand on plonge les extrémités libres de deux fils métalliques Tjftom^omûtmM communiquant avec les deux p6lea d'une pile , dans de l'eau qui n'est pas très-pure , on aperçoit des phénomènes qui varient avec la nature des fils métalliques : si l'on emploie l'or ou le platine, métaux qui ne se combinent pas directement avec l'oxygène, on voit des gaz se déga« ger aux deux pôles, et si l'on recueille ces gas , en recouvrant d'une doche pleine d'eau l'extrémité recourbée de chaque fil , on reconnaît pto.sss. que c'est de l'oxygène qui se dégage au pôle positif, de rhydrogène au pôle négatif, et que les volumes de ces deux gat sont entre eux comme

116 CODM Bl raYSIQOB.

1 à S , o^eBl-à-dire daos les proportions nëoeMairef pour former de Teau. Si les fils soni en cuirre, il y a moins d'oxygène reoueilli , au pôle positif, mais le métal s'y oxyde.

Cette action a été attribuée à dfs attractions et à des répulsions électriques, exercées par les fluides accumulés aux pôles , snr les éléments de Veau , que l'on a supposés être dans des états électriques permanents et différents , ssToir : l'oxygène à l'état négatif , et Tfaydrogène à l'état positif, liais l'eau parfaitement pure et distillée , u'éCsot pas décomposée par la pile , tandis que l'action commenoe ansntôt qu'elle cesse d'être pure, l'explication précédente ne saurait être réelle; d'ailleurs , si elle était rraie, les forces attractivea et répubi- Tes, dont elle suppose l'existence, devraient augmenter et produire des effets plus marqués , quand on interposerait entre les pôles un corps mauvais conducteur, qui empêcherait la réunion des deux électricités accumulées a ces pôles; mais au contraire l'addition d'une petite quantité d*acide , qui augmente la conductibilité de l'eau , rend sa décomposition plus rapide. Il suit évidemment de là que le moarement même de l'électricité, à travers le corps à décomposer, eit es^ sentiel à la production du phénomène, piàsque la conductibilité de ce corps est une condition indispensable. Ainsi, l'hypothèse des attractions et des répulsions électriques, exercées par les fluides accumulés aux pôles , est insuffisante pour expliquer les déoooiposîtions chimi* ques de la pile.

Admettons cependant cette hypothèse comme un moyen de coordonner les faits. Les actions des pôles , sur une série de molécules d'eau , formant une ligne terminée à ces pôles , auront pour effet de faire diriger vers le pôle positif les atomes d'oxygène qui sont chargés d'une quantité permanente d'électricité négative , et vers le pôle négatif les atomes d'hydrogène toujours électrisés positivement ; dans leur trajet les atomes d'oxygène rencontrant des atomes d'hydrogène qui se meuvent en sens contraire, formeront avec eux des molécules d'eau; il n'y aura qu'aux extrémités de la ligne , ou aux pôles de la pile , que les atomes des composants apparaîtront libres et à l'état de gax. On expliquerait de cette manière l'alisence de toute buile de gat entre les deux pôles.

En général , toute combinaison chimique peut être décomposée en âéments plus simples par une pile de force convenable , qnand on rend cette combinaison asses conductrice de l'électricité, soit par la ftision à l'aide de la chaleur , soit par sa dissolution dans l'eau. Si l'on parvient à éloigner toute matière susceptible de se combiner chimiquement avec les éléments formés, on peut les recueillir sépares,

QUABAlfTS-SIXIËIB LKÇOFT. 117

mais le plos loaTent ils outrent dans de nouvelles eombinaisons avec les difiérentes substances qu'ils rencontrent , soit entre les pèles j soit aux pûles mâmes. Les effets qui Tiennent d'être décrits suffisent pour donner une première idée de k puissance de l'appareil ToltaSque , el de Futilité qu'il peut offrir dans Vétude de la chimie»

792» Pour achever de décrire sommairement les appareils voltaïques, ^** p*^' '^*^' il nous reste à parler des piles sèches , ou dans lesquelles le liquide conducteur est remplacé par une substance sèche quoique hygrométrique, ou par un corps gras. Ce genre de pile est remarquable par la durée de son action , et par la lenteur du mouvement de rélectricité dans son intérieur. Ordinairement les couples sont composés de- deux feuilles aussi minces que possible de zinc et de enivre , entre lesquelles on> met un disque de papier imbibé d'huile , ou bien simplement d'une feuille argentée d'un côté, et de l'autre saupoudrée d'oxyde de manganèse qui agit comme le cuivre^ on réunit plusieurs milliers de couples semblables , que l'on superpose en les plaçant toujours dans le même sens ; le tout est entouré d'un tube de verre , et garanti de l'humidité de l'air par une couche de gomme laque ou de résine. Sou- Tcnt cette pile est divisée en deux parties que l'on place verticalement, en sens inverse l'une de l'autre^ sur une même plaque métallique, afin d*avoir les deux pôles à la même hauteur.

Avec une pile sèche , il faut plusieurs minutes pour charger le condensateur; ainsi le mouvement de l'électricité y est très-lent , mais la tension est beaucoup plus forte que dans les antres piles ordinaires de même dimension , a cause du grand nombre des éléments et de la difficulté qu'ils offrent au passage de l'électricité. On a cru que cette ' pile pouvait agir perpétuellement , parce qu'on ne Toit pas^ au premier ' abord, d'action chimique qui puisse détruire le système, ou oxyder les ' métaux employés; maison a reconnu ensuite qu'au bout de quelques ^ années , tout signe d'électricité disparait. Dans les derniers temps ^ où ^ cette action s'affaiblit , on peut encore lui rendre une portion de son I énergie primitive ^ en exposant la pile à une forte chaleur. ( On a imaginé de suspendre sur on pivot ; placé au milieu des deux ( moitiés d'une pile sèche, une aiguille horizontale de gomme laque, i très-légère , pouvant tourner sur ce pivot , et terminée de chaque côté par de petits disques en feuilles d'or. Il y a alors une attraction exercée t par chacun des pôles de la pile, sur l'extrémité de Taiguille la plus ' voisine ; lorsque le mouvement est imprimé , l'aiguille continue à tourner; ses extrémités chargées d^électricités contraires , par leur I contact récent avec les deux pôles de la pile sèche , sont attirées et ^^ repoussées par ces pôles ; de nouveaux contacts ont lieu ; les feuilles

118 €01118 M HITSI^IIIB*

•e chargent d'éleolrîcitës oootrairet à oelles qu'elles ponédaknt imt les derniers contacts ; de noorelles attractions et répvldou l'eun- Tent , en sens inverse des premières y et l'aîgaîlle oontimie ton ^Mn1^ ment de rotation. On a ont tronTer dans ce système le mosTeneit perpétuel ; mais au bout de plusieurs années la pile cewe à*È^t. BffriresouYent que raigoille s'arréle lorsque Tair enviTonnant oltréhumide, ce qui tient à ce qne la pile se décharge en partie par fv; et qne la tension conservée n'est plus suffisante pour TaincreriBBtiB et les réaistanoes qui s'opposent à la rotation de l'aiguille; lonijiefff devient plus sec , le mouvement recommence. ]^i«ctrom»tr« 79S. M. Bohncnbcrger a utilisé les piles sèches, dans la coostneb»

à pUe c e. ^,^^ éleotroraètre condensateur d'une grande sensibilité. Siaiet^îB' rio.s9i. strument , la double paille on la double feuille d'or des élcdrosî^ condensateurs ordinaires est remplacée par une simple fedile^o'' suspendue à égale distance de deux lames métalliques verticakicoa' muniquant avec les deux pôles d'une pile sèche , et qui sootilofl^ slammeot l'une à l'état podlif , l'autre à l'état négatif. Lonqi'oo^'' usage de cet étectromètre^ eCque la Fniille d'or se trouve éarp^^^ extrémité inférieure d'ékotricité libre, die est attirée ptr»P^' repoussée par l'autre, et vient toucher le premier; onpeotM^^ conclure du pôle touché , la nature de l'éteotricité libn ^ ^ feuille d'or p<Msédait. La trop grande sensibilité de cet isftraDeflt nsi soQvent à son emploi, et jette même des doutes aur iSkiaSct^'i moindffe frottement exercé par mégarde sur nn plateisi*^^^''!^^' teur , lapina petite diffârenee des distances qui sépareat Uicûue des deux pôles , suffisent pour compliquer l'épreuve ée cino**^ étrangères qui peuvent dénaturer tout à fait les iésaltit«<i"^^^ vrait obtenir.

qdaaarti^isptUu UÇOIf. 110

qua&autbhieftiéme leçon -

iSleetro-mignétiime. *- LoU de Ttotion doi courants Tolttlques fur let •intnts. ■oiivmaenlt de retetton et de trentletioo dm i celte eotioii. — Du gtlTenomètre. — Aimtntetioo produite par les oonranta éleelriques. — Ceurents éleotriqaes produilt ptr lei eimaott. Phénontoat éleolH^vep predoit» ptr las aioMiiti. -- Hafjfnétiiine eo mou? event.

f 794. Lorsqu'une pile en actiTité est fermée par une suite de eorpa iWfiMron ' conducteurs qui réunissent ses pôles , tout signe d'électricité libre di»- ain»ai^rVi^'i«"i« ' parait , il n y a plus de fluide a 1 état de tension ; le courant qui par- ToUi/'it.».

court le circuit yollaïqoe produit alors des phénom^es d'un autre f ordre, tels que l'incandescence des fils métalliques qui le conduisent, f réchauffement des liquides qu'il traverse, ou leur décomposition chi- I mique. L'existence de ce courant est en outre manifestée à l'extérieur I par l'action qu'il exerce sur l'aiguille aimantée. C'est cette action, découverte par M. OErstedt , en 1819, dont il s'agit d'étudier les lois. On se sert à cet effet d'un fil métallique très-long, et d'un diamètre assez fort pour que le courant électrique , qui doit le parcourir , ne poisse I produire sur lui qu'un échauffement peu sensible ^ ses extrémités sont mises en communication avec les deux pôles d'une pile eu activité ; I oa le contourne à la main , pour le disposer en ligne droite sur une assez grande longueur , et c'est cette partie reotiligne du courant voltaîque que l'on approche de l'aiguille aimantée. Pour indiquer facilement les déviations produites, on imagine un observateur tourné vers l'aiguille, et couché sur le conducteur, de telle manière que le oouraut d'électricité positive soit dirigé de ses pieds a sa tête : la droite et la gauche de cet observateur, ainsi placé, sont appelées la droite 9t la gauche du courant voltaîque.

Si l'on présente le courant reotiligne, horizontalement et dans la direction du méridien magnétique, au-dessus de l'aiguille aimantée mobile sur un pivot, elle est déviée , et son pôle austral marche vers la gauche du courant. Si l'on place le fil conducteur au-dessous de la même aiguille , elle est déviée en sens contraire , son pôle austral marchant toujours vers la gauche. Ces déviations augmentent a me«

120 oovis Bi rarsiQtni.

sure qne le conducteur se rapproche de Taiguilie ; eUn uni d'ioltat plus considérables, a distances égales, que la pile eit plot forte, « que le courant est plus énergique. Pour un oonrant trèi-poimii, l'aiguille se place à très-peu près perpendiculairement an conductc*. Lorsqu'on présente le fil métallique à i'aîguille, dans le plao boni» tal qui la contient , on remarque qu'un de ses pôles s'abaiiie,ei^ l'autre se relèye, toujours de telle manière que le pôle anitnltoè Tcrs la gauche du courant ; mais le mode de suspension t'oppose iee que ces mouvements soient très-prononcés.

Quand on se sert d'une aiguille aimantée , mobile aatoard'DDO( dirigé dans le sens de l'inclioaison magnétique, et qui ne peot pdn conséquemment aucune direction fixe par la seule action do pWt cette aiguille se place toujours perpendiculairement au cooranlR^ ligne, présenté dans une direction quelconque parallèle aopw^'^ mouYcment. On peut encore annuler l'action de la terre SQ'^^P^ tite aiguille aimantée , en plaçant à une certaine distance un S^^ aimant horizontal dans la direction du méridien maguétiqoe;iil^P'^ sente un courant horizontal , au-dessus ou au-dessous de cette if' astatique , elle seplace encore perpendiculairement au coodict^r.

Toutes ces expériences indiquent que l'action du coanntp considérée comme se réduisant à deux forces, appliquées loi » pôles de l'aimant, d'intensités variables arec la distance, de direcU opposées, perpendiculaires aux plans menés par le coodoeteor ligne et par chaque pôle. En sorte que si l'aimant éuil^res-p > relativement a la distance qui le sépare du courant, oestoTce» poseraient un couple, qui tendrait a placer l'aiguille dansv^r^ lion fixe, normale au plan mené par son centre et par le coo teur. Dans tous les cas les forces dont il s'agit tendent à P^'^ '°V dans un plan perpendiculaire au courant, et toujours de telle que le pôle austral soit à sa gauche.

Dans le circuit voltaîque, la pile elle-même agit sur la^S^' , mantée, de la même manière que le conducteur interpolaire; ^ déviations ont alors lien en sens inverse , parce que si lecoora r

sitif va dans le condnctenr du pôle xinc au pôle cuivre, il ^*

au pôle linc. Si Ton Ç pile à auges suivant le méridien magnétique, et au-dessos d ^

1} wàttit B^

contraire dans la pile du pôle cuivre au pôle xinc. ^^ ^^''^j,^^

aiguille aimantée, celle-ci reste dans sa position habituelle » les deux pôles de la pile ne sont pas réunis ; mais si Von ^^^ pôles par un fil métallique, l'aiguille est déviée dans le sens P^^^*^ La déviation est d'autant plus grande que la pile est plos r^ peut ainsi servir à en mesurer l'énergie.

QOAHANTI'SBPTl&HB LBÇON. 121

70tt. HH. Biol et Sarart ont entrepris une série d'expériences, i.oi

•, «ïj^j» de l'aclion

ayant pour bat de trouTer la loi que suit laction d un courant sur un d*on coannt «ar petit aimant, a mesure que la distance qui les sépare augmente. Ils se sont servis à cet effot d'un conducteur rectiligne vertical de dix pieds de longueur, afin que l'action des parties de ce conducteur, recourbées vers la pile, fussent assez éloignées pour que leur action pût être fio. 39a. négligée. lisent employé un aimant prismatique très-court, suspendu horizontalement k un fil de scié sans torsion, au milieu d'une cage de verre, et qui était rendu oitatique, ou indifi^érent à l'action du globe, par un fort barreau aimanté horizontal , placé à une certaine distance et dans une position convenable.

L'aimant mobile étant disposé près du courant, à une distance que l'on pouvait faire varier en éloignant plus ou moins le conducteur, il ' s'arrêtait alors dans une direction perpendiculaire à la plus courte distance du centre de l'aimant au conducteur. On Pécartait un peu ' de cette position d'équilibre, en approchant un morceau de fer doux, 'que l'on éloignait ensuite; on comptait le nombre des oscillations que l'aimant faisait dans un temps donné, lorsque leurs amplitudes étaient ' assez diminuées pour qu'on pût leur appliquer la formule du pendule. ' La comparaison des carrés des nombres d'oscillations , faites dans le > même temps à des distances difierentes , a démontré que la force di- ^rectrice de l'aimant, due à l'influence du courant, variait en raison inverse de la simple distance. En substituant au conducteur recti- F10.393. ligne un autre conducteur plié en angle, et plaçant le centre de l'ai • niant dans son plan, en dehors, et sur la ligne horizontale qui paita geait l'angle en deux parties égales , H. Biut a reconnu que la force \ directrice due au courant variait encore en raison inverse de la dis- I tance de l'aimant au sommet de l'angle, et en outre proportionnelilement à la tangente de la moitié de l'inclinaison du courant à l'horizon.

La pile ne pouvant pas conserver la même énergie, pendant tout le temps nécessaire a des expériences de cette nature , il fallait emfployernn moyen de correction, analogue à celui que nous avons inidiqué, pour la recherche des lois que suivent les forces répulsives et i attractives de l'électricité ordinaire. A cet effet, Hl. Biot et Savart initercalaient toujours , entre deux observations quelconques faites à des idistances difitérentes , une observation faite à une distance normale D, fet ils comparaient cbaque nouvelle observation à la moyenne des deux 'résultats obtenus à la dislance D, avant et après cette observation. I Laplace, en appliquant le calcul aux lois découvertes par MM. Biot let Savart , a conclu que l'action exercée par un élément linéaire d'un

122 C00R8 OB rmiQCfK.

coaraot voltaîqoe sur aoe partioule raagoéUqiie , Yarie eo raban îaverse da carré de la distance, et proporiîoniielleiiieot ao sîimk de l'angle que fait avec la directioa da coorant , la ligoe qui joint lo centres de rélément et de la particule. Cette action élémentaire était importante à connaître , pour analyser avec précision les effets d*in conducteur de forone quelconque sur un aimant. On peut Yérilier h réalité de la loi trouvée par Laplace , en prouvant qu'elle oondaît mui lois précédentes , relatives à Tinfluence d'un oourani reelili^e, os plié en angle.

Soient a cet effet , CGC le conducteur plié dont les denx oôtés fbat avec rhorifon l'angle a; A le oeotre do la partioule magaélîqve; Fio 394. AO Bs= a la distance qui sépare ce centre du sommet O ; ACs=rU distance variable du centre A de la particule magnétique , au milîeB C d'une portion élémentaire d$ du courant CO; l'angle AGO =0; AB :^asin«Basrsin6i, la perpendiculaire abaisaéede A sur 00; enfin f» un coefficient constant. L'action élémentaire de Js sur k particule magnétique aura pour expression , d'après la loi sopfNwée,

MBÏnodê ^ osina^^ * j» * ^ «iin«iiaj

. Or, on a r == — : , BC = a sm a cot o; d ou as = :— - — ,

r» ' siutf sm' o

usincidê uBÏnado . ,, . ., .^ • •«

et par suite , ^ =^- — : ; si Ion intègre cette dernière cx-

*^ ' f* o Bin a "

pression par rapport a «, depuis o ss a jusqu'à «i <=: 0, on aura pour

l'action du côté OC du conducteur , sur la partioiiia nt^^éligne :

^(1 — cosa) ^ .. a^(l — costf) V ».«^ ^ ^ ,^„,

î—i : -; et par suile-^-^ — : ' , ou — Ung ^ «, pour

0 sin A ' * a sin « e "1

l'action totale du courant; ce qui donne les deux lois trouvées par HM. Biot et Savart , la première se déduisant de la seconde plua générale 9 en supposant droit l'angle «.

Un morceau de fer doux non aimanté et dans lequel les fluides magnétiques sont réunis , reste indifférent à l'action d'un courant volt taique à toute distance. On doit conclure de li, que la loi qui régit les

actions d'un courant sur les fluides magnétiques , loraque la distance varie , est la même pour les deux fluides; que conséqueounent les \sh observées par M. Biot , et la loi élémentaire qui en résulte, ont liée séparément pour chaque pôle des aimants éprouvés, ou plus généralement, pour tout point d'un corps susc^tible d'aimanlatiofl, dans lequel les deux fluides magnétiques ne sont pas en quantité égales.

Un aimant mobile, en présence d'un conducteur rectiligne indéfini, se plaçant dans une position perpendiculaire à la direction du eouiaot, comme s'il était sollicité par un couple de deux forces direotrices sp-

QUABARTI-SiraftlB UÇON. 123

pliquédf en set pôlet, el qoi enaieiit la direction que la ligne de ces laéaies pAles tend A prendre, on doil en ooBekve qne n raimaul était fixe et le eandnolewr roebile, ee dernier viendrait le piaeer perpendi* onlairement à l'axe de TaîaMMit ; car dans cette inflnenoe mutnelle la réaction doit être éfj^le a raotîon. Cette oonduaion est d'aillenra rérifiée par rexpérienoe.

796. H. Faraday eut le premier l'idée de faire produire nn monve* ment de rotation continu par ractien mutuelle des aimants et des courants voltaîques. L'appareil qu'il employa à cet effat, peo de temps après la découTcrte des premiers faits de l'électroHnagnétismCy revient à peu près an suivant : on plateau circulaire de aine jsa, bordé par une couronne ss^ est percé vers son oentre d'une ouverture pareillement bordée d'une couronne cylindrique yy. Ce dernier bord supporte une tige de cuivre co'f terminée par une petite cuvette c\ dans laquelle on Terse une goutte de mercure* De l'acide solfnrique étendu d'eau est Tersé sur le plateau de xinc^ entre les deux cylindres 9Sj fy. Enfin une pointe métallique j) appuyée sur ie fond de la cuvette tf, supporte un petit équipage, composé de deux fils de cuivra verticaux a^ if if y soudés -vers, le bas A un anneau de cuivre as, qn'ib maintiennent au milieu du liquide acide.

L'action de l'acide sur le aise donne lieu à nue décomposition do fiaide naturel \ l'électricité positive se porte sur l'acide^ se transmet par l'anneau de cuivre u aux fils verticaux M, iftj et par la pointe p et le mercure de la cuvette e', à la tige dc^ pour aller rejoindre l'électricité négative qui tend a s'aoonmuler sur le plateau de aine. Il en résulte donc un courant voltaîque ascendani dans les deux branches Torticales U, ifi* Bans ces niroonslaneesy si l'on présente le pôle d'un aimant dans l'intérieur du cylindre yy, on voit l'équipage prendre un mouvement de rotation continu autour de la verticale c'c ; si l'on retonrne l'aimant, en présentant son antre pèle, il y a encore un mouvement de rotation^ nais en sens contraira du premier.

797. M. Ampère est parvenu à produira l'expérienfoe inverse, de la rotation d'un aimant «oim l'influenee d'un courant fixe. On se sert pour cela d'un large tube en verre rempli de mercure , dans lequel on fait flotter un aimant cylindrique^ en le maintenant vertical au moyen d'un eoatra-poids de platine de même fiame cylindrique que l'aimant, et qui est vissé au-dessous de hû. La base supérieure de l'aimant jmaente une cavité dans laquelle on verse on pen de mereura, et où l'on plonge la pointe d'un fil vertical coBMMiaiqoant avec on des p61es de la pile; un cercle de cuivre qoi plonge dans le meronre dn tnbe de verre, communique par un condnelenr convenable avec Fautra p6le de la

Riitation

d*ttV coorast par

ractjoa d'un

Pio. S95.

d*iin ■ioiBBC

par l'action

d on courant.

Ftc. 396.

Iâ4 COVBS BB rMYSIQVS«

pile. Il résalte de celte disposilîon un courant ToUaiqiie qm pwdi

cercle du caÎTre aa mercure da tabe de Terre, è raimait, à la amtte

qu'il supporte, et enfin au fil qui y plonge. On remarque aknrs que Tii-

mant tourne autour de son axe. Ce mouTement de rotation chaogeë

sens, aoit lorsqu'on retourne l'aimant en conserTant la mémedifs^

tion au courant, soit en reuTersant ce courant , et laissaol \vÊÊà

dans la même position.

vtpiic«tu» 798. Pour expliquer ces mouToments de rotation, il soitdepïtir

mouvement, dc la loi élémentaire que nous avons énoncée, et qai estaneca^

*** '" 'î! ntL"* quence rigoureuse des lois découvertes par HM. Biot et Savarl Vt^

cette loi générale» l'action d'un élément de courant dt, siam^'

cule magnétique, ou sur le pèle d'un aimant, est exprimée pirls^

tion : ffîî£^l i. ^ étant un coefficient constant pour le mcnifiain»'

et pour un courant de même intensité-, » l'angle que fait avecieei»' rant la ligne qui joint le pèle influent et le milieu deréldiBeot;eoii r la longueur de cette dernière ligne. On sait de plus qoecettei»^ est perpendiculaire au plan mené par l'élément linéaire ^i^ F centre de l'action magnétique. Si l'on considère le mémecoe» et le second pôle de l'aimant, leur action mutuelle est eoooreRprc^ tée par la même fraction, mais afiBectée d'un signe cootn^* qu'elle avait dans le premier cas. ,

Gela posé, soient P et F lesdeux pèles d'un aimant, *" ^f\!^ Fio 897. du courant, 0 le milieu^e cet élément. En considéraii^'*^ *^^ tion du pèle P, on aura PO=r, POmstf . Si Von désigne ptf^*"^J ble de l'aire du triangle mPmf, on aura : dwsrsin odtf^ ^ sion de l'action du pèle P sur le courant mmf sa 6$ pourra <^

sous la forme— 5". Cette force s'exerce suivant OV» p«n^

an plan mVmf; pour avoir le moment de la rotation qu'elle ^ ^ primer au courant, autour de l'axe PF, il faut projeter cx^^ une perpendiculaire OK an plan POF, et multiplier cette coiop^^ par la distance du point 0 à l'axe PF. La composante doot

uduooB€ . ». 1» ^uWt^^^

aura pour expression : ^ — -^ , si e représente l àUQw '^

ment la projection de Taire du anr le plan POF, elle V^^^^ exprimée par f* d$, en désignant par d Tangle que OP ^^'^ "^^ jtl> longement de PF ; et comme alors r sin d représente la ^^^ . ^ perpendiculaire abaissée de G sur PF, on aura (i. sin 0 d0; P^ ,0, ment de rotation cherché. De même, en désignant par ^ 1*°^

lui formé par les deux plans mPm\ POF; or di» cos s ^^^ x^ijf

QDAaftim-simftHi liçoh. Iâ5

le moment de rotation provenant de l'action dn pôle F sur l'élément de eonrant dt, aara pour eiprestion fi sin ^dd'.

Ainsi, le moment total de la rotation que l'action des deux pôles P et F, sur l'élément mm', tend à imprimer à ce ooarant antonr de FF, sera /u ( sin d d 4 — sin d' d ^ ). L'action étant égale et contraire à la réaction, on aurait anssi pour le moment de la rotation que le courant de tendrait à imprimer à l'aimant, antonr d'une parallèle à W menée par le point 0, ^ ( sin dd 4 — ain d' d^ ). Si l'on Teut avoir le moment total de la rotation qu'un aimant tend à imprimer à une por- fig. sm. tîon finie de courant, telle que CTC, il faudra intégrer la différentielle /M ( sin d d 0 — sin ^d ^ ), depuis les valeurs 0, et 6\ àeôei^ correspondantes au point G, jusqu'aux valeurs 6^ et 0", , de ces mêmes variables correspondantes au point C \ ce qui donnera fc ( oos tf, — cos $^ — cos 0", ^cos^, ) pour le moment de rotation cherché.

On voit que ce moment ne dépend que des angles formés, avec l'axe de l'aimant, par les lignes qui joignent ses pôles aux extrémités du courant, qu'il est conséquemment indépendant de la forme de la courbe que suit le courant de €' en € ; en sorte que si le courant était fermé par une autre courbe (7TG, le moment de rotation imprimé à cette nouvelle portion finie dn conducteur serait égal à l'expression préci^ dente, mais prise en signe contraire, puisque le courant y suivrait une marche inverse. Il suit de la qu'un aimant fixe ne peut faire tourner un courant fermé de forme invariable, et réciproquement, qu'un cou» rant fermé ne saurait faire tourner un aimant. Le moment de la rotation que l'aimant tend à imprimer autour de son axe, a la portion finie de courant CTC devient encore nul, lorsque les extrémités de courant G et G' sont sur l'axe luî-nième et au delà des deux pôles ; car alors on a cos 0,= cos $\ ss 1„ cos d. ss cos ^, sas — 1. Aiosi, dans ce cas il ne peut y avoir de mouvement de rotation. Ce mouvement serait encore nul, si les deux extrémités G et G' étaient encore situées sur l'axe, et toutes les deux entre les pôles. Mais si une senle des extrémités du murant est sur l'axe , ou qu'étant toutes les deux sur ce même axe» une seule soit située entre les deux pôles, la valeur précédente du moment de rotation n'étant pas nulle, le circuit tendra à tourner antonr de l'axe de l'aimant.

Dans l'expérience citée plus haut, imaginée par M. Faraday, chaque portion de courant, sip ou t'i'p', peut être regardée comme une por* tion finie de conducteur de forme invariable, dont une des extrémités est seule sur l'axe de rotation, et il est facile de voir que les actions de l'aimant sur les courants qui suivent ces deux conducteurs concourent à imprimer , a l'équipage mobile , un mouvement de rotation dans le

Fio. 39S.

jkntr* relaliOB d'na aimant par l'aciioD

d'na courjnL

Fie. 400.

Attraction

«t rrpulaton d*va

aicuaat par

aacouraDl.

126 OOQBS M FITnQCB.

même sens. Dans réxpérienoede M* Ampère, il font reprdvVnBnt comme un faisceau d'aimanta de même longnear, trèi^âiéi,mDt chacun deux pôles. Un seul de ces aimants partiels cit èm Fut de rotation, les anirea sont bon de cet axe, et penvent oonséqnment obéir à la réaction produite par Tinfluence d'an condQctevi» conTcnablement disposé. Ici le eourant influent est toat le tMi^ taîque; mais une partie de ce courant fermé, cdle qnitnrerK rimant, ne pouvant tendre à faire tourner les aimants partie, ief^ sont invariablement fixés à cette partie du courant, le reste doàiii agit comme un conducteur non fermé pour imprimer à ^ ^ aimants partiels le mourement de rotation observé.

799. M. Faraday a découvert un autre genre de lomiTeseiil ^ rotation, que Ton peut produire avec l'appareil de 1. AmpêR,*^"' à faire tourner un aimant sur son axe : pour cela il faut faire ptoop dans le mercure du tube de verre , la tige conductrice qo'oo i»^aboutir à la cavité supérieure de l'aimant dans l'expérieoee eil^f. L'aimant toujours plongé dans le mercure, mais hors da coiffa Burfaoe , tourne alors autour de la tige. En changeant la ^^f^ , courant, le sens du mouvement de rotation change pardllea^'' ^ la théorie mathématique de ce phénomène.

L'aimant se trouve soumis ici à l'influence de coonn^ '«^^ mais le moment total de rotation d'un courant de otMei^^^ nul par rapport à Taxe d'un aimant , d'après la théofi^P'^^^f ' faut en conclure que la résultante des actions d'un ef^^^ un aimant passe par un point de son axe, et qu'elle pealco&«(\^ ment produire un mouvement de translation si l'axe de Tiiid'I' pas fixe. Or, dans l'expérience dont il s'agit , le raouTeoeot de lation, imprimé à l'aimant, change a chaque instant k^r^ ^ tous les courants fermés qui le sollicitent , puisque cet ainio

orfacf

porté interrompt plusieurs de ceux qui rayonnent à Is ^^^j^ mercure, pour en faire renaître d'autres derrière loi; et l^a que cette variation continuelle doit changer le mouveoi^' ^ ^ lation en un mouvement de rotation, dans lequel V*^^^ successivement couper a la même distance du centre tot»'^ ' de la surface du mercure. ^

800. On peut prévoir diverses circonstances dans \etfp^ ^ mant mobile doit paraître attiré ou repoussé par un condiï*" ^^ en déterminant la résultante des actions exercées par l*"** '** j^ du courant sur les deux pèles du corps aimanté, chsconede tiens étant évaluée d'après la loi déduite des expériences de ' et Savart. Par exemple, on explique facilement de cette ip^"

Fie. 401.

QUAIAUTB-Unift»! LEÇOIV. 127

phénomèoes curieux d'allraelion «t de répulsion , observés pour fa première fob par H. Boîsgiraiid. Une aignille à oondre^ suspendue Terticalement i un fil, est tantôt attirée , tantôt repoussée, par un courant reotilîgne horiiontal voisin, suivant la direction et la position de ce courant relativement aux pôles de l'aiguille. Si le conducteur est situé entre les deux plans boriiontanx menés par les pôles > il y a toujours attraction on toujours répulsion , que le pôle austral soit à la gauche ou à la droite du oonrant. Si le oondneteur est succesâivement élevé au-dessus des deux plans horixontanx menés parles pôles ; ou abaissé en -dessons, Tattraction ou la répulsion persiste encore jusqu'à une certaine limite de distance, passé laquelle il y a répulsion ou attraction.

Pour se rendre compte de cette variation, soit AB Taxe de l'aimant; supposons que le pôle austral soit tourné vers le haut , que le plan de la figure soit perpendiculaire au conducteur qui se projette en G ; et enfin supposons que le courant parcourt le conducteur de Favant a l'arriére du plan ABC , en sorte que le pôle A se trouve a la gauche. Prenons AB pour axe des y, et l'horiiontale menée par le milieu 0 de AB pour celui des x. Soient ^ et y les coordonnées du point C; r,v^, les distances CA, CB ; «, a , les angles CAB, CBA ; 2/ la distance AB. Le courant rectiligne C étant supposé indéfini, toute son action sur le pôle

A aura pour expression * ; ^ étant un^e constante qui dépend de l'énergie de l'aimant et de l'intensité du courant. Cette action s'exercera suivant AG perpendiculaire à CA ; elle pourra être décomposée en deux forces, l'une suivant AY qui tendrait à soulever l'aiguille, l'autre parallèle à OX qui fera marcher cette aiguille vers le conducteur; cette

dernière composante aura pour valeur f-cos aj. Pareillement l'action du courant C sur le pôle B , exercée suivant BD perpendiculaire à CB, anra pour composante parallèle à OX, ^cos ei.

L'aiguille sera donc attirée vers le conducteur par une forée unique, appliquée en un certain point de son axe et égale à - oos a -|- ^ cos a'. Cette force, évaluée en coordonnées orthogonales, est

Tant que la projection C du conducteur sera placée entre les deux branches de l'hyperbole équilatère qui a pour équation *■— y'-f"'^^^» Fic 402. et dont les sommets sont A et B, l'aignille sera attirée. Mais A C était

Ters

128 C0D18 n nrsiQUB.

situé dans l'intérieiir de l'une des deux branebes de cette oouIm, le facteur (s* — yM~^) devenant né^tif, l'aiguille serait repoQS9ée*Sile conducteur était porté de l'autre côté de l'aiguille, le pôle aortnlie tronvant alors à droite du courant , il faudrait changer lenpiede^ dans l'expression précédente , il y aurait alors répulsion hondobnicbes de l'hyperbole , attraction dans chacune d'elles.

Sans rien changer aux positions ni aux directions relatives dneonrant et de l'aimant dans la figure précédente, supposons que rai{iii6) au lieu d'être suspendue yerticalement, flotte sur la surface libre bonxontale d'une couche d'eau, il est facile de prévoir le mouveoeotipe le courant tendra à lui imprimer. Actuellement le condacleor C e4 encore horisontal et le plan de la figure vertical , mais contnireoMDl Fio. 401. au cas traité précédemment , OX est vertical et OY horiiontil. L'aiguille, que nous supposerons dans le plan méridien ma^éliqQe, ne pouvant obéir qu'à un mouvement de translation dans le Kosde w

axe, il faut décomposer suivant OT les forces —et -., dedindraoc AG

et BD. Il en résultera une action totale pour entraîner l'aiffliB^ de 0

A, égale à f^êîna^^ sin a'^ . En coordonna st^h ^^

- . XfAxy

force a pour expression j^.

Ainsi l'aiguille marchera de 0 vers A; y diminuera, aifl« ço^'*"^'^ qui pousse l'aiguille dans cette direction ; cette fbrceierannllc \mfs^^ le conducteur se trouvera dans le plan vertical nie&é^^ ^^') ^ ^ changera de signe avec y y en sorte que l'aiguille finira par laneur dans une position d'équilibre stable , au-dessous da coodocteor. mouvement de l'aiguille serait tout di£Férent si le courant a^i^^ "" sens opposé dans le conducteur ; en effet , fL changeant de signe (Utf l'expression précédente l'aiguille marcherait de 0 vera BpoarsrP^I^ et de 0 vers A pour y négatif; en sorte que dans les deux casl'aijp^' s'éloignerait du conducteur *£lle ne resterait en reposqoesilecoç^'' se projetait primitivement aur OX , mais cet équilibre aerail éirA^ ment instable.

Tous ces résultats sont vérifiés par l'expérience. Si danslecas<^^ aiguille mobile a la surface de l'eau, le conducteur, an Ueadetrex^ tillgne, formait un arc contourné verticalement an-desios^*^ sous de l'aimant, dans un plan perpendiculaire à son axe,ii^>^ faire un calcul plus compliqué pour trouver l'expreasion deU^f^ tante des actions exercées sur l'aiguille par tous les éléaienUda<!<><^ rant ; mais il est évident que les directions des monvemenU W^

QVARAim-SEITtftn LIÇOfl. 1S9

et les positions d'équilibre stable on instable, derraient être les mêmes que dans les circonstances précédentes.

801 . L*action directrice des courants voltaïqaes sur Vaignille aiman- <^•ïw"•■•*•'•• tée a été appliquée, par M. Schweiger , à la construction d*un instrument qui sert à constater l'existence d'un courant, même très-faible, dans un fil métallique , et qui permet en outre d'évaluer l'énergie de ce courant. Cet instrument porte le nom de galvanomètre ou de mutH" f^^ 403. plicateur. Il se compose d'abord d'un cadre rectangulaire en bois, disposé verticalement dans le méridien magnétique, et de telle ma* nière que ses longs côtés soient borizontaux. Un fil métallique, reoouvert de soie, entoure ce cadre par un grand nombre de circonvolutions ; il présente a l'extérieur ses deux bouts libres, que l'on peut mettre en contact avec les extrémités de la série de conducteurs dans laquelle on se propose de constater l'existence d'une action électro-motrice. Une aiguille aimantée très-fine , suspendue par un fil de coton, occupe le milieu du oadre; lorsqu'elle n'éprouve d'autre influence que celle du globe , elle se dirige parallèlement aux rectangles formés par le fil.

Mais quand le fil est parcouru par un courant électrique , l'aiguille est déviée du méridien magnétique , par les actions concordantes des longs côtés de tous ces rectangles , qui forment autant de conducteurs rectiiignes. Il est facile de voir que les courants inférieurs à l'aiguille, quoique dirigés en sens contraire de ceux qui existent au-dessus d'elle, tendent cependant à faire marcher le pôle austral du même côté; en sorte que tous ces courants partiels s'accordent pour augmenter la déviation. Cette déviation, étant d'autant plus grande que le courant éprouvé est plus énergique , peut servir à comparer les forces de plusieurs courants ; mais les rapports de ces forces ne peuvent se déduire de ceux des déviations produites , qu'à l'aide d'une table de graduation construite par des procédés que nous indiquerons par la suite.

On dbpose ordinairement , dans le galvanomètre , deux aiguilles aimantées, ayant à peu près la môme force, traversant parallèlement, et en sens inverse l'une de l'autre, une paille verticale suspendue à un fil de soie sans torsion. L'une de ces aiguilles occupe encore le milieu des irectangles ; l'autre est au-dessus dn cadre, et éprouve des actions inveraes,de la part des courants partiels supérieurs et de ceux inférieurs ; mais l'action des premiers l'emporte sur celle des seconds qui sont plus éloignés ; et il est facile de comprendre que leur différence tend à faire tourner le système mobile, dans le même sens que les actions exercées sur l'aiguille qui occupe le milieu du cadre. Ainsi l'influence dn courant se trouve augmentée par cette disposition. Mais ce qui tend surtout à rendre les déviations plus sensibles, c'est la grande diminution T. III. g

Fto. 401.

180 tOVU m fBTSlQVB.

de la résistance opposée par l'action du globe; car les denx aifiia ayant des moments magnétiques à très-peu près égaux, étant panikia et dirigées en > sens contraires , il n'y a que la faible diffénsce k forces directrices que le globe exerce sur elles^ qui tende à les mes dans le méridien magnétique.

Dans ce nouveau genre de galvanomètre , le pins ^èaén\m^f^ ployé, un disque de carton, gradué vers la circonférence, est liiéstR le cadre et l'aiguille supérieure; une ouverture suffisamneolls?' pratiquée au centre de ce disque , laisse passer librement la piilk*' pendue, qui traverse d'ailleurs le bord du rectangle, parw^ ménagée entre les spires que forme le fil métallique. Ijadérà^^' l'aiguille extérieure est alors évaluée facilement , sur le limbep^ que parcourent ses extrémités. Le sens de cette déviation in^î^^ outre celui du courant : il suffit de chercher la position que d^Kii^^"^' un observateur, couché sur le cadre et regardant l'aigiiille,|)^^ le pôle austral dévié se trouve vers sa gauche; le courant (^^' dirigé des pieds à la tète de cet observateur , dans les eàié» sap^ des rectangles formés par le fil ; et il est facile de concloff v direction trouvée, celle des extrémités du conducteorquiRÇ^' tricité positive.

conranM prodaiti 802. Ou avait cru que la pile pouvait seule donner lieoi^ '"'«.râiulinV ranl agissant sur l'aiguille aimantée ; mais M. Colladoa a eoi^' premier que l'électricité ordinaire des machines proli^'^* phénomène. Il faut pour cela isoler les unes des autres, '^ , J de précautions, les différentes parties du iil multiplicatevû v^ vanomètre , que l'on rend très-sensible en portant à 5 oow" bre des spires formées autour du cadre. Le fil métallique ^^'^ miné par deux pointes très-fines^ que l'on présentes ^ distance des deux surfaces d'une batterie électrique cbargéei o* simple bouteille de Leyde. Si l'on n'a a sa disposition qa'o'^ ^ ^ électrique ordinaire, il suffit de présenter l'une des point» "^ ducteur^ et l'autre au coussin. Dans tous les cas, il faut que i^r^ ne soient pas assez voisines des deux sources d'électriciiôc^'" pour que la décharge s'opère instantanément par le fil ^""^v^,! leur : cette décharge doit s'opérer lentement; il en réaulte courant qui fait dévier les aiguilles du galvanomètre. ^

H. Colladon a aussi employé l'électricité atmosphérique p^ nir un courant ; il se servait alors d'un fil conduotenr cooim avec un paratonnerre, s'enroulant autour d'un galvanoroeU«j • géant ensuite dans le soL II vit alors les aiguilles déviefi *^ un sens, tantôt dans l'antre; ce qui tient à ce que, comme do«^

QtJARAlfTE-StPTltVB LEÇOÏf. 131

déjà dit , rëlectrioité atmosphérique passe aourent du positif au négatif. Il est donc bien constaté maintenant que Télectricité ordinaire, celle produite par le frottement » ou celle déreloppée dans l'atmosphère y peut donner lieu aux mêmes phénomènes magnétiques que rélectricité en mouvement danv le circuit yoltaïque. •

803. L'action qu'un courant' Toltaîque exerce sur les fluides mairné-* Aimmuiio.

* * ^ , •' parcourants.

tiques inégalement distribués dans les aimants mobiles, lui donne aussi la propriété de séparer ce^fluides dans les co^p8 sensibles au magnétisme. Cette faculté d'aimantation a été reconnue et étudiée par plnsiears physiciens. Peu de temps après la découverte d'OErstedt , Dayy remarqua qu'on pourait aimanter des aiguilles d'acier , en les plaçant perpendiculairement à la direction d'un courant voltaïque ; qu'un temps très-court suffisait pour produire cette aimantation { et qu'en renversant la direction du courant, on trouvait les aiguilles ai-» mantées en sens contraire. M. Arago observa que le fil conducteur d'un courant voltaîque agit sur. la limaille de fer comme un aimant ; que cette limaille y reste attachée, et cela dans toute son étendne, quelque long qu'il soit , tant que le courant voltaîque traverse le fil ; mais quand la communication entre les deux pôles de la pile est interrompue , le fil perd cette propriété , et la limaille s'en détache.

Plus tard , MVL. Arago et Ampère imaginèrent une dispo^tion qui produit sur un fil d'acier le même effet qu'un aimant : en contournant, ' un fil métallique en hélice, autour d'un tube de verre, et plaçant suivant l'axe de ce tube une tige d'acier légèrement trempée, qui occupe à peu près toute la longueur du tube , cette tige s'aimante lorsqu'on fait passer un courant électrique à travers l'hélice ; elle présente deux pôles , placés comme on pourrait le prévoir, en supposant l'observateur couché sur une spire de l'hélice, et regardant le morceau d'acier; le pôle austral se forme à gauche du courant, etle pôle boréal à droite.

La décharge d'une bouteille de Leyde, à travers le fil plié en hélioe, suffit encore pour produire oe phénomène d'aimantation. Lorsque le fil métallique qui entoure le tube , après avoir fermé une hélioe 4^nt un sens , est ensuite contourné de manière à former une hélioe contraire , puis une autre semblable a la première , et ainsi de suite, l'infiuence du courant , ou de la décharge électrique . détermine dans la ' tige d'acier, autant de points conséquents qu'il y a de changements d'hélices. Ces pôles intermédiaires peuvent être rendus sensibles en promenant la tige , suivant sa longueur , devant l'un des pôles d'une aiguille aimantée. j

M. Savary a découvert plusieurs faits importants relativement à ces différents procédés d'aimantation. Ayant placé plusieurs petites ai-

1S2 COVIS DB MTSIQITB.

guîUes d'acier à des dislanoes différentes d'an cooducleur recUii^. à travers lequel il fit passer la dé«harge d'nne boateille de Leyde.il remarqua que ces aiguilles, toutes placées perpendicalairement à !< direction du courant , ne s'étaient pas aimantées de la mèmemaBièft. Le magnétisme développé se trouvait être de plus en plus faible è» les^aignilles placées de plus en plus loin du conducteur , puis chauvit de sens ; c'eA-à-dire qu'à une certaine distance , les aigoillei a^isi acquis des pôles contraires à ceux manifestés p^r d^ aiguilles plu ^ sines du conducteur , aux extrémités tournées dans le raémeseB&Ii continuant à essayer Fétat magnétique des aîgailles plus ékip^* H. Savary reconnut jusqu'à cinq alternatives semblables à la p^dente. Ce phénomène dépend d'ailleurs d'une multitude de ortA- •tmices^ telles que le diamètre et la longueur du coDdncteDr,ruit^-^ delà charge, etc.

M. Savary a trouvé pareillement que l'on pouvait obtenir Qtf<i'^ position inverse daus les pôles d'une aiguille aimantée, parooi^o^ en hélice, en employant une hélice très-longue et une aigiii''<^f n'occupe qu'uire certaine partie de l'axe du tube. En interp^ > entre le morcenu d'acier et le tuhe, des corps même nonou^'^' blés, au moment de la décharge on obtient des résultats irisr^^ ^' par exemple, si l'aiguille est entourée d'une enveloppe de caî^^ ^samment épaisse , elle reste à l'état naturel. Tous ces A/^^''^"f^ une analogie remarquable entre la transmission de la verisD'^'^ et celle du son et de la lumière, phénomènes qui^ conimeBOv&l^^ vu, doivent être attribués a des mouvements vibratoire *^ ^^ géant dans des fluides.

^ jm,ni a.f«r 804. La faculté que possède un courant voltaique, d'aimanW ^

«.uiir nt.

don» ]>4r « a * ' •!.<«

r.nd .en.. duD roaniôre permanente des aiguilles d'acier, malgré leur forcecocr» doit le rendre jcapable 4'aimanter passagèrement le fer pur; prévoit qu'un morceau de fer doux , influencé par un £1 tat^M ' couvert de soie, formant autour de lui un grandjiombredefpi ' tra^rsé par un courant voltaique, doit présenter toutes ^^P^ .|^ d'un aimant permanent. L'expérience confirme cette préTii^^''' morceau de fer a la forme d'un aimant en fer à cheval , on r ^ faire supporter une armature et des poids considérables, l*** ^ u conducteur qui l^entoureest traversé par le courant. LachsrpH fer doux supporte ainsi , peut même être beaucoup plu* f^^^ ^. . qui mesurerait l'énergie d'un aimant artificiel de mêmes diiDe» ^ ce qui tient à ce qu^aucune force coercitive ne s'oppose ^^^^ ^ du fer , et que le développement du magnétisme n'est lio>i^^ ^ l'énergie dn courant voltaique qui l'occasionne.

QI)A.1IA!IIT£«Z1>T1ÈXS LKÇOIf. ISS

8(y. M. Faradn y , préoccupé de cette idée^ ctiio si l'électricité en Coaram* prrd.ii* 'mouvement possède la faculté de développer le innjnétiBine , récipro- ^' ârmanu" quement des aimants devafent reproduire tous les phénomènes électriques, fut conduit à chercher si Tinfluence d'un corps aimanté pouvait faire^naitre ui> courant dan» un conducteur fermé. Le succès a couroané les travaux de cet ingénieux physicien*; ses découvertes ont permis de réaliser les effets inverses' dont il soupçonnait Texistence, et d'^pliqucr en outre plusiétirs faits relatifs au magnétisme , connus depuis {ilusieurs années, mais dont on ignorait la causa. Voici ceux des faits signaAas par H. Farifday , qui repondent le plus directement a la qufction qu'il s'était proposé de résoudre.

Si Ton enveloppe Pârmatur^ d'un fort aimant en fer a cheval, par plusieurs spires d'un long fil métallique coûter t de -soie, qui s'enroule enauite autour du cadre d'un galvanomètre, et dcyit les deux bouts libres sont enfin réunis par une soudure, de manière à former un conducteur fermé, on observiddeux déviations de l'aiguille du multiplicateur, en seni contraire l'une de l'autre, au moment où l'armature toufihej'ainnint, et a l'instant où elle le quitte. La première déviation indique dans Je fil yti galvauomèlre un courant opposé à celui qui prodtlirait, dans le fer de l'armature, une polarité semblable à celle qu'il doit à l'influence de l'i^mant. Quand l'armature reste en repes, l'aiguille retourne et demeure au }éro de déviation ; ce qui indique que le fil métallique n'est alors parcourd^ par aucun courant.

Une héiibe métallique ayant ses extrémités attachées aux deux lx>ufs du fil d'un galvanomètre, snffisaminent éloigné, sj^ l'on introduit brusquement /lans son intérieur un bartreau aimanté, l'aignllte du multiplicateur est déviée, et indique aur l'hélice un courant inverse, c'est-à-dire oppo^ à «eW qui eût pu donner à l'aimant la polarité qu'il possède. La déviation de l'aiguille indique, au contraire, un courant direct, quaifd on retire rapidement le barreau. Mais, si l'on continue a le pousser d'un mouvement uniforme dans l'intérieur du tulie hélicoïdal, la déviation cesse quand il occupe le milieu dq tube, et change de sens lorsqu'il sort par l'autre extrémité. Dans t(»us les cas, dès qu'on interrompt le mouvement du barreau, l'aiguillé du galvanomètre retourne an xéro de déviation. *

Il n'est pas indispensable que l'aimant pénètre dans le tube, il suffit de l'approcher ou de l'éloigner brusquement d'une des extrémités de l'hélice, et l'on observe encore un courant, toujours inverse dans le premier cas, et direct dans le second -, toutefois les déviations du galvanomètre soift très-faibles dansées circonstances. Mais si l'on place dans l'hélice un barreau de fer doux, les mêmes mouvements de l'ai-

184 CODAS Dl PETSIQDK.

mant prodoisent des déviations beauoaop plus foiiesi et font Mitre oonséquerameot des courants beaucoup plus intenses. Ce gnod kcfoissement de l'eSet produit doit ]e faire /ittribuer principalemenl i rinfluence même du fer doux> lorsque son état magnétique angnaie ou diminue^ par l'influence croissante ou décroissante de raimasL Ai reste, les mêmes phénomènes ont toujours lieu ,. de quelque mmn que l'on approche ou éloigne Taiihant du barreau entouré par Ibâte. et quelles que soient les formes de l'aimant et du morceau de fa.

Cet diver^s expériences conduisent aux deux principes soinA I. Lorsqu'un aimant s'approchd ou s'éloigne d'uncondugfeormétil/i^Ki il détermine dans ce conducteur des courants -vbltalqaesdeiaK»»' traires dans les deux cas : quand la diktanoe rélatite de raima^ » conducteur diminue^ les*courants sont titt^arae^, c*est-à-direoppos»< ceux qui tendraient i donner à l'aimant la position qu'il ocof^ quand la même distance relative augmente, les coorantBsout^iinK^' si cette distance reste constante^ tous lev courants cessent ILl^fii^ ceau de fer, entouré d'un fil conducteur, détermine tlei ooonnUaf ce fily lorsque son état magnétique augmente ou dimiaoe p^^^ finenoe croissante on décroissante d'un aimant ^i s'agproelK*'^ loigne; quand le magnétisme se développe, le courant dafil ei^*^,J o*^t-à-dire opposé à celui qui pourrait donner an fer Is poitfvt» acquiert par l'influence de l'aimant ; quand le magnétifaeiep^> courant est direct'} enfin si^'état magnétique du feritf^^'y^' par le repos de l\iimant, tout courant cesse dans lev^ teur. f ^ ^

De ces deux principes, le second peut être regardé cop^^ séquence du premier ; car lorsque le magnétisme s'aoc»»^ fer doux, c'est comme si l'on formait un Jaiiiceaa de U^^ , tées, en les apportant. brusquement une à une dansle^oifl 6 conducteur, ce qui produirait un courant inverse à chaque u portée; et lorsque l'état magnétique décroit, c*est comme ^ ^ rait successivement les lames du faisceau magnétique, o^^ produirait un courant jdirect a chaque lame enlevée. Il ^^* qui ae.résument dans les cfeux principe^ précédents, que •! ^ rants voltaîques développent le magnétisme , réciproquemefi mante font nattre des courants voltaîques. Mais cette recijtf^ ^ sente une différence remarquable : l'aimantation par covra ^ quand le conducteur et le corps influencé sont en repos i^ [^ quand le courant conserve la même intensité ; tandi* q^ ^ ne p^t faire naître un courant, que s'il est en monvemeA^ P^ au conducteur^ ou si son état magnétique varie.

QUARÂirrs-SBrntms liçon. 185

8(Mb Plusieurs physiciens ont cherché à obtenir des étincelles, entre les deux extrémités, suffisamment rapprochées, d'un fil conducteur en tournant l'armature d'un aimant en fer à cheTal, qu'on approchait au qu'on enlevait brusquement. Nous ne décrirons pas les appareils plus ùê, moins compliqués à l'aide desquels ils sont parvenus à réaliser ce [rfiénomène ; nous passerons de suite à la description de l'a^^reil. construit par MM. Pixii- père et fils, qui permet d'obtenir du courant, imprimé par l'influence d'un aimant, tous les effets connus de l'éleotricitévoltaique ordinaire. Dans cet appareil, un aimant artificiel ACDB, composé de plusieurs barreaux disposés en fer à cheval, est mobile autour d'un axe yertic.al XY; ce mouvement est imp^mé au moyen d'une manivelle et d'engrenages convenables, Au*4pssus de l'aimant se trouve fixé un morceau de fer doux EGHF , pareillement en fer à cheval, lequel est placé de telle manière que les bases £ et F soient très-près des extrémités planes A et B de l'aimant, mais sans les touche^, lorsque ce dernier dans son mouvement se trouve directement au-dessous du fer doux. Un même fil de cuivre recouvert de soie , et ayant ses extrémités en P et Q, s'enroule daftis le même sens autour des branches verticales £6, HF, du fer doux, où il forme plusieurs milliers de tours.

D'après cette disposition, l'influence de l'aimant développe du magnétisme dans le fer doux, mais le sens de l'aimantation se trouve renversée chaque demi-révolution. L'état magnétique de l'arc en fer Tarie donc sans cesse i il a acquis sa plus gri^de force lorsque les pôles de l'aimant passent immédiatement au-dessous de ses extrémités : cet état décroit par Téloignement des pôles, devient nul quand les deux arcs sont perpendiculaires entre eux, enfin s'accroit en changeant de sens quand, par suite du mouvement de rotation, les pôles de l'aimant s'approchent respectivement des extrémités opposées à celles qu'ils quit- ' taient au commencement de la demi-révolution. Ainsi, le magnétisme du fer doux oscille constamment^ entre deux maxima pour lesquels sa polarité est contraire. Le courant que ce changement perpétuel entretient dans le fil conducteur doit donc changer de sens à chaque demirévolution de l'aimant, ou à chaque passage de ses pôles au-dessous de l'arc en fer.

L'existence do courant électrique dans le fil conducteur, et ses ren. versements alternatifs, peuvent être constatés par les expériences suivantes. Si l'on attache les extrémités P et Q aux deux bout^ du fil d'un galvanomètre, et que, par deux impulsions séparées, on fasse faire successivement à l'aimant deux demi«révolutions dans le même sens, on observe, lors de la seconde impulsion , une déviation de di-

PWnoni^nos

protloiln fmw uo ■imunt.

Fra. 405.

IM C0VB8 UB »HYS1QCI«

rection contraire à celle observée lors de la première. L'aimaot étaoC constamment en nionTcment, si l'on tooche un instant, aTCC les deux extrémités du fil métallique , les plateaux d*un électromètre condensateur, on trouve ensuite cet instrument chargé d'élsctricité , tantôt positive , tantôt négative ; ce qui dépend du sens du courant, existant lors de l'interruption des contacts.

La plupart des phénomènes dus au passage continu de rélectricité voltaïque peuvent être reproduits au moyen de l'appareil , lorsqu'on imprime à l'aimaiit un mouvement de rotation rapide. Si, tenant à la main les deux extrémités P et Q , on fait glisser l'une sur l'antre leurs parties nues,^n les approchant et les éloignant successivement à de petites distance», on aperçoit entre elles une suite d'étincelles électriques. Dans cette circonstance on éprouve des commotions dues à la décharge de l'électricité qui parcourt le fil conducteur, laquelle s'opère à travers les bras dans l'intervalle de deux étincelles. On éprouve des commotions beaucoup plus fortes, lorsqu'on plonge les mains dans deux vases contenant un liquide acidulé, que ces organes font ainsi communiquer, et dans lesquels aboutissent les extrémités P et Q,qu^il est convenable d'attacher à des plaques métalliques immergées.

Les deux bouts du fil conducteur étant mis en contact avec deux pointes de platine , placées dans un vase contenant de l'eau acidulée , et surmontées de deux cloches pleines d'eau , aussitôt que l'aimant entre en 'mouvement, on voit des bulles de gai provenant de la décotnposition de l'eau s'éUver dans les cloches. Mais ici le sens du courant changeant a chaque demi-révolution de raimanl, le» deux éprouvettes se trouvent contenir a la fois de l'oxygène et de l'hydrogène , mélangés dans les proportions nécessaires pour reproduire de l'eau par leur combinaison chimique. Pour obtenir les gai séparés, on Fie. 406. peut employer un mécanisme que M. Pixii fils a imaginé, lequel se compose d'une bascule en bois qui porte quatre arcs métalliques aux extrémités de doubles leviers, et qu'un excentrique, mobile avec Taxe de rotation, fait successivement pencher dans un sens ou dans l'antre, à chaque dehii- révolution. Les arcs métalliques touchent ainsi successivement des extrémités différentes du système de deux languettes de cuivre en croix, isolées l'une de l'autre, PF, QQ', et de deux autres parallèles RR', SS'. Toutes ces lames de cuivre sont amalgamées aux endroits des cunlacls , ainsi que les bouts des arcs de la bascule , afin que las contacts établissent des communications plus parfaites. Aox quatre languettes sont respectivement attachées , d'une part les boais P et Q , et de l'autre les extrémités libres des fils com^noniqnant aox cloches de l'appareil où s'opère la décomposition de l'eau. U est fitcile

M>IIT«M«at.

QVAEANTI-SKrTIftXI L£ÇO?l. 187

de Toir que , par cette disposition ,. le courant conserve toujours le inème sens dans les fils aboutissant aux cloches , quoiqu'il changée successiTcnient de dilution dans le fil conducteur influencé. On remarque, en effet , qq^n faisant usage de ce mécanisme, les gaz proTcnant de la décomposition de l'eau sont séparés.

807. M. Arago a découvert un genre d'action mutuelle , entre leê M^snéUMM «n aimants et des corps regardés jusqne*^Ià comme insensibles au magnélisftie, qui s'explique aujourd'hui par l'influence d'un aimant mobile sur des conducteurs voisins. Voici quelle fut 1 origine de ces nouveaux faits. En observant une aiguille de boussole placée dans une boite de cuivre rouge très-pur , M. Arago fut étonné de voir que le nombre des oscillations qu'elle faisait de part el d'autre du méridien magnétique , ue répondait pas a sa mobilité, qu'on avait eu soirf de rendre très-grande. Ces oscillations, quoique toujours de même durée, décroissaient très-rapidement d'amplitude, et l'aiguille était bientôt ramenée an repos , tandis qu'en disposant la boussole hors de la bq||^, les oscillations étaient aussi étendues et aussi nombreuses qu'on devait s'y attendre.

Pour chercher la cause de cette singulière résistance a la durée du mouvement , M. Arago fit osciller successivement une aiguille aimantée au-dessns de plusieurs disques de cuivre rouge très-pur, de différentes épaisseurs. L'amplitude des oscillations diminuait d'autant plus rapidement que le disque de cuivre voisin était plus épais ; un corps interposé entre le disque de cuivre et l'aiguille , tel qu'une membrane tendue, une feuille de papfer , ne changeait pas l'effet observé. Plusieurs physiciens ont vérité que ce phénomène pouvait être prodoit par d'autres substances que le cuivre. La diminution plus ou moins rapide de l'amplitude des oscillations de l'aiguille aimantée, influencée par des plaques de mêmes dimensions de ces substances , a servi à les ranger suivant l'ordre de leur puissance dans ce genre d'action. Lecuivreest le plus puissant, viennent ensuite le zinc et l'étain.

Puisque le cuivre n'agit pas sensiblement sur l'aiguille aimantée en repos, on devait conclure que le mouvement de l'aiguille était la cause du développement des forces, émanant du disque, pour diminuer l'amplitude des oscillations. C'est ainsi que M. Arago fut conduit à penser que si l'aiguille était en repos, et le disque en mouvement, raignille devait élre déviée du méridien magnétique. L'expérience a pleinement confirme celte prévision : en imprimant un mouvement de rotation à un disque de cuivre très-pur , au-dessous d'une aiguille aimantée, dont il est séparé par une plaque de verre ou par une membrane tendue; pour qu'on ue puisse pas attribuer l'effet produit à

1S8 COUftS U PHT8IQVI.

ragilation de l'air, on reconnaît que raigaîlle est défiée, elipi A reste écartée du méridien magnétique, d'an angle d'taUiUpliisH que la rotation du disque est plus rapide.

En augmentant progressivement la rapidité àe^ mmircimli déviation de ce mourement atteint bientôt 90", alors Taiguillec^» itraiuée, et prend elle-même un mouvement de rotation dans lesèsc sens que celui du plateau. En changeant le sens du roosTenotA disqne de cuivre, l'aiguille est déviée; et tourne dans nnteosirt* a celui de son premier mouvement. Si Ton détruit la csBliotf* plateau de cuivre par des traits de seie dans la direction dsny*^ l'eflbt de son mouvement de rotation sur Taigaillé aimanta ^"Jb» beaucoup; mais si Ton rétablit la continuité, en coulant dani^i"^ du bismuth ou tout autre métal , l'action recouvre presqvi^^ énergie, tandis qu'elle augmente peu lorsqu'on remplit la^*^ limaille de cuivre.

H. Aràgo a constaté que la résultante des forces exeroéeifV"F' teau tournant, sur l'aiguille aimantée, était oblique an plan ^^r teau. De ses trois* composantes, Tune normale à oe plasii^ constamment répulsive; la seconde, parallèle à la tanpi^^'^ jours dirigée dans le sens du mouvement ; enfin, la imsif^^^ sens dû rayon , va du centre à la circonférence, ou invenc*^^'^ vaut la position du pôle de l'aiguille sur le rayon. SappcfOOi^P^^ de cuivre horizontal, on peut manifester la premié!«o<'>'i"^'^ . disposant verticalement au-dessus du plateau un hatmA*""*" suspendu au fléau d'une balance, ^t équilibré par uncf*^^^^ Quel que soit le pôle du barreau le plus voisin du plateta,<P^^ soit la direction du mouvement de rotation du disque, le t^* roanté est toujours soulevé lorsque le plateau tourne. OnTdH^"^' la résultante des forces émanant du cuivre en mooveoeoM^ . posante normale au plan du disque , qui est constamment itpv^ ' composante tangentielle est manifestée par la déviation et ^^^ de l'aiguille horizontale , placée au-dessus du plateau mobile-

Pour rendre sensible la composante dirigée suivant k i*!^' peut se servir d'une aiguille d'inclinaison , mobile daasoop^i^ pendiculaire au méridien magnétique , et qui doit se pl<^ . quemment dans une position verticale par la seule aolion 0^^ du globe; en pointant alors l'aiguille successivement ^^^^^^ plateau , ou vers un point du rayon , ou même en dehors ^^^ . férence, on reconnaît une action provenant du disque tonm<i> férente quant à sa direction. Pointée vers le centre, ^**^P^ , immobile, ce que l'on fiouvait prévoir à cause de latyo^

QQAlAlITI-tirriÈKl LBÇOR. 139

position ^.poialëe veti on point du rayon de plus eu plus éloigué du cenir^ Textréipitë inférieure de raignille lemble d'abord chassée vers le centre ; dette action à» dehors ^en dedans, après avoir augmenté d Intensité^ ya ensuite en diminuant; pour un certain point du rayon, placé entre le centre et la circonférence , l'aiguille d'incliiHiison rede- Tient vertioale ; au delà , c'est-à-dire plus près de la circonférence , la pointe de . l'aiguille semble fuir le centre, comme poussée par une

force centrifuge; l'action dbnserye ensuite cette direction, même au ^

dehors du plateau. Les rapports des intensités des trois composantes dont il s'agit sont variables avec la vitesse de rotation du plateau, pour un même barreau aimanté et pour un|nénie disque.

808.lLes découvertes de M. Faraday, relatives aux conrâats produits EipiietUon par l'influence des aimants, ont donné la clef de ces phénomènes,*qui nésa^iiM»* formaient une théorie physique détachée, à- laquelle on donnait le w«uv«nrBt. , nom de magnétisme en mouvement. D'après le promier principe établi an paragraphe 805, lorsque les pèles d'un aimant changent depositioui relativement aux différentes parties d'une plaque métallique voisine, il doit naitre à la surface, ou dans l'intérieur de cette plaque conductrice , des courants yoltaïques de divers sen^ : sur les parties qui s'éloi- 'gnent des pèles lc| contants doivent être directs, c'est-à-dire dans un sens tel qu'ils eussent été capables de donner à l'aimant la polarité qu'il possède ; tandis que dans les parties du conducteur qui se rap prêchent des pèles, les courants doivent être inverses. Tous ces courants , une fois établis, doivent réagir sur les pèles des aimants d'après lef lois connues. Or, comme on va le voir, les actions des deux genres de courants s'accordent, pour s'opposer en partie au changement des distances relatives, entre l'aiiiant et les différents points de la plaque conductrice; d'où résulte une sorte de résistance au mouvement, qui explique la diminution rapide d» l'amplitude des oscillations d'une aiguille aimantée voisine d'une plaque conductrice en repos, ainsi que la rotation d'une aiguille entraînée par le mouvement d'un disque métallique. '

Pour analysgri'efiet de réaction des courants produits, soient : £F un disque de cuivre, tournant dans le sens indiqué par la flèche; AB un barreau aimanté horizontal, mobile siy* un pivot, à une certaine distance au-dessus du disque; mn un élément du courant, en un point du plateau qui fuit le pèle austral A ','pq un autre élément de courant eu un point qui se rapproche du même pèle. Le premier courant "mn étant direct et le courant pq inverse, le pèle A doit être à la gauche du premier^ et à la droite do second ; d'où H suit que oes courants tendront tous les deux du centre à la droonférenoe, dans le sens sup-

Fi'. 407.

140 CODBli DS PITSIQCt.

posé do mouToment da disque. L'aelîon de Fëléaieat mn sur A se ré* duii à une force applit[uée en ce pôlei normalement au plan mnk, et dirigée de telle manière que le pôl^A tende vers la gauche du courant mn; celte force s'éièye donc an-d<}S8US du plan mn\f e| penche codséquemm^t vers m»^ en sorte qae sa composante horizontale esl dirigée dans le sens du mouvement du dî«que. L*aetîon de i*ëlëment jif est aussi appliquée en A, normalement au plan pqky et dirigée de telle manière que le pôle A tende vers 1§ gauche du courant pq; celte nouvelle force s'abaisse donc au-dessous du plan pqk, et penche aussi vers ntHy en sorte que la composante horizontale est encore dirigée dans le sens du mouvemBhl.

On peut dire, d'après cela, que les aq^ious des courants directs sont att fictives, et celles des courants inverses répulsives ; et comme les premiers courants uais^nt par Téloignement du pôle influent, et les seconds par son rai^rochemenl, on en conclut que, dans le mouvement relatif de Faimant et de la* plaque canductrice, les parties de CQtte plaque qui s'éloignent des pôles, ou dont les pôles s'écartent, tendent à les entraîner où à les retenir; tandis que les parties qui se rapprochent des pôles, oir dont les pôles se rapprochent» tendent à les repousser. Les réactions des courants sur l'almaiU constito^ni donc une force retardatrice, analogue au frottement ou a la résistance des milieux. On verra facilement, par des considérations semblables aux précédentes, >que les courants produits par l'influeDce du pôle lioréal, et qui doivent teAdro«de la cirponférenoe au centre dans le mouvement supposé, réagissent pour faire tourner Taimanl, dans le tnème sens que les actions des courants dus au pôle austral ; enfin, que l*aimant suivrait encore le mouvement du disque, si celui-ci tournait dans un sens contraire à celui qui vient d'être considéré.

Cette analyse n'a d'autre but que d'indiquer la cause générale det» phénomènes du magnétisme en mouvement; il faudrait réunir d'autres donbées expérimentales , et entrer dans trop de détails , pour expliquer complètement tous les résultats obtenus par X. Arago, dans la recherche des autres composantes de l'action du disqee mobile sur l'aimant. On conçoit d'ailleurs que la composante répulsive, normale au plan du disque^ provient de ce que les courants répulsifs existent encore dans les parties du plateau qui passent immédiatement au-dessous de l'aimant; et que la composante dirigée suivant le rayon doit varier de sens et d'intensité, d'après la force et la disposition despùles de l'aimant , et suivant l'énergie et la disposition des courants que son influence fait naître dan^ le plateau mobile. Fi*. 408. M. Faraday s'est assuré directement de l'existence des courants, sur

QVARANn-SBfTIÈIE «IBÇOIT. H\

^ un plateaa de cuivre qu'il «faisait tourner enire les pôles d'un fort ' aimant en fer à cheTal. 11 enroulait, de plusieurs tours lâches, un des = bouts du ftl d'un galvanonièfre sur l'axe de rotation , qui était métaU liqae, et présentait l'autre extrémité amalgamée du même fil, en différents points du bord du disqae mobile, soit avant, soit après le ' passage entre les pôles de l'aimanf» Il remarqua une déviation del'ai- ■ guilledu multiplicateur, qui indiquait un courant sur les rayons du > disque, dirigé du centre à la circonférence, ou inversement, suivant , le sens de la rotation ^ mais dans le même sens , que le courant fût i éprouvé en plaçant le bout amalgamé sur le bord du disque , avant ou

après le passage entre les pôlet • 1 II est facile de voir quf le courant, quoique de même sens sur les I rayons qui fuient l'aimant , et sur ceux qui s'en rapprochent , est cependant direol pour les premiers , inverse pour les seconds , relativement à la polarité possédée par l'aimant. L'appare\| de M. Faraday diffère de celui de M. Arago, en ce^qae dans le premier le disque toarne entre les pôles ; tandis que .dans le second les deux pôles sont du même côté du disque. Le premier principe du paragraphe 805 indiquait d'avance que, dans l'expérience de M. Faraday, les influences des deiîx pôles devaient déterminer sur les deux faces opposées du disque des courants parallèles ^ allant tous les deux ducQutrea la circonférence ou inversement, suivant le sens delà rotation. Qans l'appareit de M. Arago, et d'après le même principe, les influences des pôles font naitre des courants opposés sur les deux moitiés du disque ; c'està-dire que si les courants tendent vers le centre près du pôle austral, ils doivent au contraire marcher vers la circonférence près du pôle boréal. Des expériences directes , faites par M. Nobili, et que nous ne pouvons décrire ici , ont constaté l'existence et les positions variable} de ces courants.

]42 COURS Dl PITSIQVI.

ÇUAHANTE-BUXTI]

>ï . I >• ft :-( ^: I

Phénooiènei électro-dynamiques. — Appareil {général de M. Ampire*- Ac^ " la terre et dos aimants sur les courants mobiles. — Actions motaellei te ^"^ ▼oltalquei. — Positions d^équilibre des courants mobiles. — loowsatia* tation des courants produits par d*auft'cs courants. — SoXénoîi^i timÊeit» Iro-dynamiques. — Théorie nouTelle du magnétisme. -^ CuoraoUfi*^'''*

Appareil 809. Peu de twnps après la découverte d'OEAtedl, I. kn^^

"**»«•• chant à expliquer l'inflaenee magnétique des conranls topi? conçut une idée particulière sur la constitution des aio^Bt!, expériences qu'il entreprit pour vérifier son hypothèse le cctt"^ a la découverte d'une nouvelle classe de phénomènes inri'^ tuelle des courants électriques. Ce fut pour mettre en Mègait«î d'action que M. Ampère imagina l'appareil que no© «"^ .^ £e bois pouvant être regardé comme non-conductefirtf*^ à faible tension développée parla pile; des condocl«»f""^ T^ disposés sur une table de bois, doivent être considéra «'''"''* on peut les contourner sur celte table, sans ^^*'"*'*™ r^u^électrique Jie se détourne de la route qu'ils lai assifp^^' ' priété isolante du bois, dans le cas de l'électricité ^^^****^' d'un grand secours a M. Ampère pour la construclioi» «

reiïs. ^ ^ jfi

Mais il y avait d'autres conditions plus difficiles à rei^P ' avoir un moyen de rendre mobile une portion do cixca\ afin de la Soumettre à l'action d'un conducteur fixe, d^" .j, de la teri*e. Les piles étant sujettes a de très-grandes ▼& ^^^ l'intensité des courants qu'elles produisent, *si l'on s'ela» ^^ piles différentes , pour oblenir un courant fixe et on cou ^^ on aurait été souvent obligé de multiplier les obserrs > ^

prendre des résultats moyens par leur croisement. ^ .^ cet inconvénient que M. Ampère imagina de faire p«**^ ^^ provenant de la même pile , par les conducteurs fixes et ^i il voulait constater l'action mutuelle -, toute la difficu^^ établir les communications convenables. *

8QB. M. Faradn y , préoccupé de cette idée, que si l'électricité en çwnnu p^a »«

»i.A «'««ra « »«• #• par rmOu'-nv* Ur»

'mouTenient possède la faculté de développer le mnnruetisine , récipro- •inauu. qaetneol des aimants doTafent reproduire tous les phénomènes électriqoesyful conduit à chercher si Finflueuce d'un corps aimanté pouTait faireiialtre un courant dan» un conducteur fermé. Le succès a cou- ' rottné les traTaux de cet ingénieux physicien*; ses découvertes ont permis de réaliser les effets inverses' dont il soupçonnait rexistence, et d'vpliquer en outre plusiefbrs faits relatifs au magnétisme , connus depuis t>]nsieurs années , mais dont on ignorait la cause. Voici ceux des faits signillés par H. Farifday , qui repondent le plus directement à la quiition qu'il s'était proposé de résoudre.

Si l'on enveloppe Tàrmature d'un fort aimsint en fer à cheval, par plusieurs spires d'un long fil métallique couvert de soie, qui s'enroule eniuite autour du cadre d'un galvanomètre, et dont les deux bouts libres sont enfin réunis par une soudure, de manière à former un conducteur fermé, on observiD deux déviations de l'aiguille du mnltipUcateur, en seul contraire l'une de l'antre, au moment où l'armature toutthej'ainftant, et à l'instant où elle le quitte. La première déviation indique dans Je fil yb galvanomètre un courant opposé à celui qui produirait, dans le fer de Tarmatore, une polarité semblable a celle qu'il doit à l'influenee de filmant. Quand l'armature reste en repas, l'aiguille retourne et demeure au térode déviation; ce qui indique que le fil métallique n'est alors parcouru par aucun courant.

Une hélice métallique ayant ses extrémités attachées aux deux bouts du fil d'un galvanomètre, soffisaininent éloigpé, sf l'on introduit brusquement /lans son intérieur un barreau aimanté, l'aigoine du nullipHcateur est déviée, et indique sur l'hélice un courant tfiverte, c'est-à-dire opposé à eelm qui eût pu donner à l'aimant la polarité qu'il possède. La déviation de l'aiguille indique, au contraire, un courant df récif quaifd on retire rapidement le barreau. Mais, si l'on continue a le pousser d'un mouvement nniforme dans l'intérieur du tube hélicoïdal, la déviation cesse quand il occupe le milieu di| tul)e, et change de sens lorsqu'il sort par l'aulre extrémité. Dans tous les cas, dès qu'on interrompt le mouvement du barreau, l'aiguille dn galvanomètre retourne an léro de déviation. '

Il n'est pas indispensable que l'aimant pénètre dans le tube, il suffit de l'approcher ou de l'éloigner brusquement d'une des extrémités de l'hélice, et l'on observe encore un courant, toujours inverêe dans le premier cas, et direct dans le second ; toutefois les déviations du galvanomètre soift très-faibles dans ces circonstances. Hais si l'on place dans l'hélice un barreau de fer doux, les mêmes mouvements de l'ai-

Pie. 415.

Suppnrt ponr 1m

Fie. 411.

Comntnici lions mëtallianm

144 C01IB8 BB FBTSIQigt.

De cette manière le conducteur sera mobile autour de la Tertiesle passant par la pointe £, et la pointe F ne servira qu'à prendre ou transmettre le courant an mercyre de la coupe f. 11 est facile devoir d'ailleurs que le:but proposé sera rempli par ceaéîspositîons : car si le courant monte par la colonne ST, il parpoarra^ successiTemenl, la branche horizontale TC, la languette /a, la tigeo^, la branche^ entrera par la pointe £' dans le conducteur iftobile, et, après*en avoir parcouru toutes les sinuosités, sortira, par la pointe F, pour parcourir la branche fk^h'y le cylindre h'b, la languette bt, et descendre enfin par la colonne VU. *

Un conducteur terminé par deux pointes reposant sur le fond des cuveiles a et /^ ou e' et f^ sera aussi rooAile autour de la ligne horitontaie passant par ces pointes ; et si les bases des deux colonnes communiquent respectivement avec les deux {lôles d'une pile, ce conducteur mobile fera partie du circuit vollaïque, puisque des deux cuvettes auxquelles il aboutit, Tune communique avec la languette /b^ l'autre avec celle Fb ; ce genre de conducteur mobile doit être muni de contrepoids tels que son centre de gravité se trouve situé à une petite distance en-dessous de la ligne des pointes qui sert d'axe de rotation.

811. On ne peut plus se servir du même genre de support quand il s'agit d'imprimer à la partie mobile un mouvement de rotation cou* tinu , il faut -alors une autre disposition. Par exemple, pour le mouvement de rotation autour d'une verticale, d'un équipage semblable à celui employé dans la première expérience de rotation due à H. Faraday ( § 796 ), on emploie uuo tige qui traverse la table dans un tube de verre; cette tige, qu'on peut élever plus ou moins, et fixer à une hauteur déterminée au moyen d'une vis de pression , est terminée à la partie supérieure par une cavité, où plonge dans le mercure le pivot de l'appareil mobile; elle reçoit ou transmette courant par une lame de ressort eu cuivre ; qui presse contre un conducteur fixé an-dessous delà table, et communiquant avec la base U (ou S) du système décrit plus haut. L'équipage mobile est terminé vers le bas par un limbe, ou par une couronne en cuivre, qu'il suspend au milieu d'un liquide acidulé. Le raie métallique qui contient ce liquide conducteur communique ensuite par un point quelconque de sa paroi latérale, toujours oirculnire, avec la base S (ou U), au moyen de languettes métalliques,

812. Pour faire passer le courant à travers des condncteon fixes, et pouvoir facilement l'introduire, l'interrorapre, et changer sa direction, soit dans le conducteur mobile, soit dans le eonduetcur fixe, la table de l'appareil général présente un système de cavités et de rigoles remplies de mercure, réunies par des languettes métalliques et

QUÂmAIfTE-BUlTlftSIl LIÇOll. 145

des bascules. C'est ce système, représenté dans la figure 412, que noiis allons décrire roaintenant. Les deux rigoles N et P reçoivent les ex- '<« ^^strémités des fils conducteurs communiquant avec les deux pôles de la pile. L'une descaTitéa dei d^ est mise en communication avec la rigole P, au moyen de l'une des languettes métalliques U, f( de la bascule B, qui doit être placée au-dessus de la partie add!'a' de la table, et que l'on peut faire pencher à droite ou à gauche en faisant tourner son axe en bois.

Supposons que ce soit actuellement la carité d qui communique ayec la rigole P. Le fluide positif se rendra par lé canal de^ dans la rigole demi-circulaire efy de là il s'élèvera par un fil de cuiyre vertical, replié horizontalement . dans le méridien magnétique, et redes^cendra par une autre branche verticale du ménie fil dans la rigole e'f; une aiguille aimantée , mobile au-dessous de la partie horizontale de ce conducteur, indiquera par sa déviation l'existence, le sens et l'intensité du courant. De la rigole demi*circulaire e'f, le fluide positif sera transporté par une languette de cuivre à Tune des colonnes ST de l'appareil destiné au conducteur mobile, et après avoir parcouru tout le sysième de cet appareil , en soKira par. le pied U de la seconde «ôlonne, pour être transporté par une nouvelle languette conductrice à la cavité (f'^ Cette cavité communique actuellement avec la rigole <^, par un des arcs métalliques d'une bascule nouvelle, ayant le même axe en bois que B, et située au-dessus de la partie bdf"d!'U de la table^ Une double bascule, semblable au système des deux précédentes, peut faire communiquer l'une des cavités c" et c*" avec la rigole QR, «t en même temps l'une des cavités (f et c avec la rigole N. Nous supposerons qu'actuellement cette double bascule penche vers la gauche. Le fluide positif , transrois de la cavité d!" à la rigole QR, sera transporté dans la cavité c"; de là il se rendra en L, par une rigole ou une lame de cuivre, parcourra tout le système d'un conducteur ^\e^ et reviendra à la table par le point K. Une lame de cuivre le conduira à la cavité ffy qui communiqne actuellement avec la rigole N, où plonge le pèle négatif de la pile. Le circuit voltaîque se trouvera ainsi complété.

818. La cavité if communique avec d^'*j celle d avec d^\ par deux M(mI« languettes de cuivre en diagonales , séparées l'une de l'autre par un ''dJ^^^SîT*' corps isolant. Au moyen de ces communications, il est facile de voir que pour renverser la direction du courant dans le conducteur mobile, il suffit de tourner la bascule BB, vers la gauche, de manière à ce qu'elle fasse communiquer maintenant, d! avec P, cf' avec QR ^ car le fluide positif suivra le chemin Pcfcnj.... Sfedd^'K, inverse de celui qu'il suivait précédemment.

146 oovBS n nrrsiQOi.

«La caTÎté e"' coramanique arec c', et la oaTÎté </* avec c, par deux lames de cuivre en diagonales isolées l'une de l'antre, kn moyen de eo oommunioations, pour renverser la direction du oonraot dans le coadoctenr fixe, il suffit de tourner la bascule B'B' vera la droite, en lorie qu'elle fasse communiquer maintenant e'" aTCC QR, e avec N. Gtr le fluide positif parvenu dans la rigole QA, après avoir suivi dans un sens ou dans l'autre le conduct^r mobile , parcourra ensuite le cbcsiin RQc'VK... Lc''cN, inverse de celui qu'il suivait lors de la position pé. cédente de la bascule B'B'.

Atium i* u terre 814. Tel esl l'appareil général imaginé par M. Ampère pour eonsta-

•I dr« limaoti tor , .1,.. « <■-

liM coDHociron fcr Ics aitracltioQs et les répulsions, que des conducteurs iravsnes par des courants voltaïques exercent les uns sur les autres. On peat aussi s'en servir pour rendre sensible la réaction d'un aimant fixe sur un conducteur mobile, et produire ainsi l'expérience inverse des premiers faits de rélectro-magnélisme. Pour cela on emploie on conducteur ayant la forme d'un simple rectangle, et rendu mobile aokwr de la verticale passant par deux des cuvettes superposées du support général , au moyen de deux pointes ou pivots dont la disposilioa a été no. 410. indiquée. Le système du conducteur fixe étant inutile, on fiiîl ooaimuniquer directement les rigoles RQ et N, par on arc métalliqae.

On remarque d'abord que le conducteur mobile, lorsqu'il est traversé par le courant, oscille de part et d'autre d'une position d'équîl^bre dans laquelle il finit par s'arrêter, et qui est telle que fo ji/an da rectangle se trouve perpendiculaire à l'aiguille de dédinakon. Lorsque le rectangle a atteint cette position d'équilibre, le oonrint est dirigé à travers son côté inférieur de l'est a l'ouest. Si l'on ckangela direction du courant au moyen do la bascule BB, le rectangle fait une demi-révolution pour venir s'arrêter dans le même plan, mais dans une position inverse ; en sorte que, dans tous les cas, le ooorant va de l'est à l'ouest sur le côté inférieur EO, quand le conducteur mobile a atteint sa position d'équilibre. Cette direction fixe esl déterminée par l'influence magnétique du globe.

Un aimant que Ton place au-dessous de £0, dans une posîfioo perpendiculaire au méridien magnétique, fait dévier le rectangle mobile de la position d'équilibre que le globe tend à loi donner; «on plan s'approche d'autant plus d'un plan perpendiculaire à Taxe de l'ai* mant, que le courant est plus énergique, que l'aimant est pins fort et plus voisin. Si l'on change la position des pôles de l'aimant, on si Ton renverse le sens du courant, la déviation du conducteur a lieu en sens contraire. Dans tous les cas, le /pôle austral se trouve toujours à la gauche du courant, lorsque la déviation du conducteur est prodoite*

QUiLAAlin-lllITttlS LBÇO!f. 147

On obtient un condueteur mobile Miatifue, c*etl-i*dire indifiSérent à Taction du globe, en le composant de deax reoUngles égaux, dont les côtés inférieurs sont suivis par le courant dans deux sens opposés; car le globe tendant à donner à ces deux rectangles deux positions opposées, l'effet total sera détruit. On remarque en effet qu'un conducteur de cette forme reste indi£[éremment dans toutes les positions lorsqu'il est introduit dans le circuit Toltaîque. Alors si l'on dispose un aimant fixe, borixontalement au-dessous de £0, et dans une direction quelconque, 1^ plan du conducteur mobile vient se placer perpendi** oulaireroent à l'axe de Taimant, en sorte que le pôle austral soit à la gauche du courant suivant £0. Le renversement des pôles, ou celui du * courant, détermine un changement de position , tel que cette double condition se trouve toujours remplie.

Tous ces fahs relatifs a l'action de la terre ou des aimants sur un conducteur mobile ne font que vérifier les conséquences qu'on doit tirer de la découverte d*Œrstedt. lU pouvaient être prévus en se fondant sur le principe de TégaUté nécessaire entre la réaction et l'action des forces de la nature, et sur ce que le ^lobo agit dans tous les cas comme un aimant. L'appareil n'a ici servi qu'à confirmer des conclusions théoriques ; mais eu appliquant cet appareil à la recherche des actions mutuelles des courants voltalques, M. Ampère a découvert de nouveaux phénomènes dont nous allons exposer les lois.

*81B. Pour étudier l'action réciproque des courants, on se procure Actioti un conducteur rectiligne fixe, parcouru par un courant énergique, en oMinBU enroulant autour d'un cadre reclangulaire une lame de cuivre recon- »»■

Terte de soie, de telle manière qu'elle fasse dix à donse tours, ayant que ses extrémités plongent dans les cavités L et K de la table; par celte disposition on multiplie l'énergie du courant dans le côté supérieur £'0' du rectangle. Au-dessus, on suspend au support des con- r». 4t4. ductenrs mobiles, un double rectangle astàtique, de telle manière que le côté horisontal £0 soit très-près de £'0^, et fasse avec cette ligne un angle quelconque ; l'ensemble est disposé de telle sorte que la ve^cale passant par les pointes du conducteur mobile soit dans le plan du cadre, et, s'il est possible, qu'elle contienne un des côtés yerticaux du conducteur fixe.

Lorsque le courant roltaique est introduit, on remarque que le conducteur mobile tourne, et vient se placer dans le plan du conducteur fixe, de telle manière que le courant en £0, soit parallèle à celui en FO', et dirigé dans le même sens. £n renrersant successivement la direction du courant dans le conducteur fixe, on dans le conducteur mobile, par le moyen des bascules, le double rectangle tourne pour se

Fio. 415.

148 C00B3 m FBTnQUK.

placer d^nîtivement de manière à remplir la double conditun ^li "vient d'être énoncée. Les résultats de ces expériences sont ooRijn dans cette loi générale : qannd deux courants rectiIignesfbnneDi& tre eux un certain angle, qu'ils soient on non siluéidans leœff plan /ils s'attirent, s'ils vont tous deux en s'approchant, ou tooi^ en s'éloignant du sommet de l'angle, ou plus généralemeotéi! ligne qui mesure leur plus courte distance; ils se repoussent 209traire, si l'un ra en s*approchant^ et l'autre en A'éloignantiBiKS sommet.

Aetiov 816. Pour constater l'action mutuelle de deux courants miil^

lutaaUff de dent . i • i t% n ^ U

coariDto ' parallèles , on peut se ser vir du même conducteur fixe, et d anncuip parallèle. reposaut par des pointes sur le Fond des cuTCttesv et/';cenda^ est mobile autour de la ligne horizontale passant par ces poiDte<^ SCS quatre côtés, le supérietir est formé d'une substance isolante ^ trois autres sont métalliques, et un contre-poids convenable rettf^^ équilibre le côté inférieur £0, à une petite distance sur la droiteKiS' la gauche de Ë'O'. Aussitôt que le circuit Toltaique est établi, (i^^^ le rectangle se mouvoir, et çou côté EO s'approcher ou «'él(^^° conducteur fixe E'O' qui lui est parallèle , suivant que le ctf^f*^ coure EO et E'O' dans le même sens ou en sens contraire», i*''^^ courants rectilignes parallèles s'attirent lorsqu'ils sontdinF^'^ le même sens, se repoussent s'ils ont des directions o^fosé».

La même loi peut être reconnue par un autre procc^s'^^ d'un conducteur fixe rectiligoe et vertical Ë'CX, et d'ost^^^^^ £0, qui lui est parallèle, et qui fait partie d'un double rectiB^^' tique, mobile autour d'une verticale. Lorsque le courant esli>«ond^ rio. 4T6. Q^ descendant dans ces deux conducteurs, la position d'cqoili^^ du double rectangle est celle du plan passant par E'O'. Si i^m^^ le courant est ascendant suivant £0 (ou E'O'), et descendaDl»^^ (ou EO), on remarque que le rectangle tend à se pbcet^^^ -position perpendiculaire au plan passant par FO' et par Taie ^^ tion. 11 ^ a donc attraction entre deux courants rectilignes p''^'"^ et dirigés dans le même sens^ répulsion si les deux coon*^' opposés. ^

Afin de prouver que l'attraction et la répulsion dont il w égales pour la même intensité des courants, et pour la même^^ ou se sert d'un conducteur mobile formé d'un double fil, dontt^ parties, isolées l'une de l'autre, suivent le même contour, etso* courues par le courant dans deux sens différents. La partie recH^ verticale de ce double fil, suspendu dans le voisinage do coodo^ fixe de l'expérience précédente, ne parait éprouver cte «a p«'l* '

Fi«. 417.

Fia. 418.

QUABÂirre-iDRiftas liço5. 149

aciiolly et peut rester indifféremment dani toutes les positions aulonr de Taxe de rotation.

817. Les lois établies dans les deox paragraphes 815 et 816| rëso- Aetio« 4m ment toutes les actions mutuelles des courants rectiligues; pour con- mbumi. naître celle de deux courants de forme quelconque , il faut étudier l'influence de la courbure des fils conducteurs; l'expérience suivante conduit a une conséquence importante qui simplifie cette étude. On anbstitne au conducteur reclilignCy fixe et Tertical, du paragraphe prcoëdeiit, un appareil présentant un conducteur rectiligne vertical E'(y, et un conducteur sinueux V*(y\ dont les sinuosités s'éloignent peu d'une parallèle à W. Par des retours convenables du fil métallique qui les forme, on fait en sorte que le courant marche dans le

môine sens sur ces deux conducteurs. Le dernier double rectangle asiatique que nous avons considéré, est introduit dans le circuit de telle manière que le courant qui suit EO ait une directicin contraire a celle des courants E'O', £''(K'. On remarque alors que le côté EO se place en équilibre stable , entre les deux conducteurs fixes » à des distances égales de part et d'autre. Il faut conclure de là que l'action répulsive exercée par le conducteur sinueux est égale a celle du (uinducteur fixe rectiligne.

On pleut encore prouver par une antre expénenoe qu'un Qondneleur ainueux, qui ne s'éloigne que de très-peu, dans tous ses contours, d'un conducteur rectiligne, agit avec la même intensité et de la même manière que ce dernier , et peut hii être substitué en toute circonstance. Pour cela, on présente à un conducteur fixe, rectiligne et vertical, un conducteur mobile, composé d'un double fil, dont les fi«.4is. deux parties, isolées et repliées l'une sur l'autre, suivent la même direction verticale, mais l'une en ligne droite , et l'autre tournant autour de la première , de telle sorte que le courant les parcourt dans deux sens difi^érents. On trouve alors que ce double conducteur mobile peut rester indifféremment dans toutes les positions autour de l'axe de rotation; et que conséquemment les deux actions exercées par le conducteur fixe sur les deux parties du fil mobile , desquelles l'une^est attractive et l'autre répulsive , sont égaies en valeur absolue » puisqu'elles se détruisent .

818. Ces faits relatifs aux conducteurs sinueux prouvent que Von ^eHi» peut substituer à une petite portion de courant, de forme quelconque, Hêmft» d« un polygone rectiligne passant par ses extrémités, et principalement le polygone formé par ses projections sur trois directions linéaires , perpendiculaires entre elles ; ce qui permet de remplacer un élément de oourani de, par trois autres éléments dx, dy, dM, projections de di

eownt

150 COUM M PHTSIQim.

Mtr trois axet reotangolaices. On peut partir de oe principe pour calouler l'expression de l'action qni s'exerce entre deox portions infiniment petites de denx courants dirigés d'une manière quelconque dans l'espace; cette action élémentaire étant connue , on en déduira , par des intégrations convenables, l'explication mathématique de tous les phénomènes résultant des actions matnelles des conducteurs ToltaMpies finis, de différentes formes.

Soient : ABA' s= dê^ CUC = d/, deox portions de courant infiai- Fio. 420. ment petites ^ BD as r, la ligne qui joint leurs milieux ; ABO = a » CDl ss /3 , les angles que leurs directions font areo BD ; LDK s=s 7, l'angle des deux plans ABD, CDU ; ids, î^ds', les intensités de cei deux courants ; BH, A£, DL, des perpendiculaires à BD, dans le plan AED ; DK, CF, des perpendiculaires A la même ligne BD, dans le plan CDH; enfin DG une perpendiculaire au plan ABD. Le courant ids, snivant ABA'^ pourra être remplacé par deux autres courants : ûfs sin a, et fdi oos a, Buirant HBH' et £B£% le courant ^dê% suivant CDC', par deox courants i'd$' ces 0, ^d^ sin $y suivant FDF et KDK'; enfin le dernier «W sin fi, par deux autres i^dê' sin fi cos y, et f^<// sin fi sin 7, soîvant LDL' et GDG'. Ce qui fera deux courants dont D sera le milieu, et trois autres partagés en deux parjies égales au point B. Il s'agît d'exprimer les actions mutuelles de ces deux systèmes, et de chercher leur résultante suivant BD.

Il faut remarquer d'abord que les deux courants HBfl^ el FDF' n'exercent aoeone action Ton sur l'autre : en effet, le courant FF^ exerce sur les deux moitiés HB, BH', deux actions égales en valeur absolue, mais de signes contraires, puisque le courant HB tend vers B, et que le courant BH' fuit le même point, leur résultante suivant BD sera donc nulle. Par la même raison, les deux courants ËBE' et LDU seront sans action mutuelle. Il y aura aussi nullité d'action entre les deux courants EBE' et GD6'. On doit admettre encore que les «Mourants BBH' et GDG^, seront sans action l'un sur l'autre , èar B ei D étant leurs milieux , il y a une telle symétrie entre leurs positions respectives, que la résultante de leurs actions serait trouvée la même, quand on changerait le sens du courant dans un de ces éléments ; œ qui ne peut avoir lien que dans le cas d'une valeur nulle pour cette résultante.

Ainsi, des six couples de courants dont il s'agissait d'évaluer Isi actions partielles, il ne reste que le couple des courants HBH' et UU*', et celui des deux courants EBE', FDF'. Les actions correspondantes à ces couples, toutes les deux dirigées de B en D, seront proportionnelles aux produits, ifdtdê' sin « sin 0 oos 7 , et t^d$d/ oos a cos fi, des in-

«CAlARTB-MinntHS LBÇOll. 151

lensilës des booranls qui les composent. Ce qui donnera poor Faction totale deux termes contenant ces produits comme factears. Il reste maintenant à trouver l'expression complète de ces deux termes : Tun représente l'action de deax courants parallèles, Vautre cdle de deux' courants dirigés sur la même ligne.

Ces termes doivent contenir comme facteur commun une même fonction de la distance r, puisqu*ils ne doivent être que deux cas particuliers d'une même expression, qui représenterait l'action mutuelle ^e deux courants , dirigés d'une manière quelconque l'un par rapport À l'autre , et dont les milieux seraient à cette même distance r. Hais le rapport qui doit exister entre les deux genres d'actions représentées par ces deux termes , ue pouvant être déterminé que par l'expérience, on multiplie le second de ces termes par un facteur constant k^ aotuellement inconnu. On suppose en outre, conformément à ce qui a lieu pour toutes les forces do la nature agissant à distance, que la

fonction de r, facteur commun des termes dont il s'agit, soit — ; » étant

un exposant dont l'expérience doit encore indiquer la valeur. L'action totale des deux éléments de courant proposés dis et M, sera ainsi :

idsiJ (sin a sin fi cos 7 -f- ib ces a cos fi).

819. H. Ampère, après avoir établi la formule précédente, a em- Mt«MiuUiip<i«« ployé une méthode particulière, pour déterminer les inconnues h et n, l'actioa qui dispense de faire des expériences, dont le but serait de rechercher directement la valeur numérique de ces constantes, et qui auraient été fort difficiles. L'expérience lui avait indiqué qu'un courant fermé de forme quelconque, mobile autour d'un axe vertical, n'éprouvait aucune action de la part d'un courant circulaire, on suivant un arc de cercle horisuntal de grandeur quelconque , dont le centre était sur Taxe de rotation. M. Ampère calcula , en intégrant convenablement l'expression différentielle précédente, le moment total de la rotation que les actions des différentes parties du courant circulaire tendaient a imprimer au conducteur fermé, et en égalant ce moment à zéro, il obtint une première équation de condition , entre les constantes k et n. Cette équatiçn est « -|- Sib — 1 ss 0.

Une autre équation de condition était nécessaire ; Toici comment elle fut obtenue. Si l'on imagine un fil conducteur, formant d'abord un grand nombre de spires égales sur une même surface annulaire, et fio. ufe décrivant ensuite en sens contraire la circonférence de cercle qui sert d'axe i cette surface ; lorsque ce fil conducteur fera partie d*un cir-

rM.4M

15S cooBs Bi riTsigm.

caîi Toltaîqae, son action sur un courant extérieur ponm èlrt uh milée à celle d'une série de courants circulaires égaux et égaleae^ distants, dont les plans seraient perpendiculaires à l'axe courbe i l'anneau (| 827). L'expérience avait indiquée M. Ampère qu'os ipp reil de celle forme n'exerçait aucune action sur on courant lui^ quel qu'il fût. M. SsTary calcula les composantes de celle aclinb taie, en parlant de l'expression différentielle donnée ploshanUiemontra que cette action ne pouvait être nulle généralement,! ik^ que it et n ne salisfisseiit à Téqualion : ibfi •-{- 1 =: 0.

Les deux équations obtenues entre ib et i», conduisent à àmtSB^ de valeurs différentes : («= S^ ib= — i), (nsds — 1, ibsl); maii«twsième expérience a fi xé le choix a faire entre ces deux Bolutioiis.C^' Fi«. 42ri périence indiquait qu*un courant circulaire fermé était attiré pr«> courant rectiligne indéfini, placé dans le même plan, et deoêiKtn que dans la partie la plus voisine du courant fermé. Or, l'iDlé^^" l'action élémentaire, facile dans ces circonstances, iadiqaaiif^^ résultante totale des actions exercées entre les deux coDdttctfen"* il s'agit, devait être attractive, nulle ou répalsive, suÎYantqv^^ stante h était plus petite que runité, égale à l'unité, oa laso^' D'après l'expérience il y a attraction, la constante  doit ^ ^ moindre que l'unité. Ainsi le couple de valeurs de aeti<^>^^*'^ choisir'^est (» = 2, il = — 7).

D'où il suit que l'action élémentaire, ci-dessus caldée^^''^ pour expression définitive :

vidëds' (sin a siu /9 cos 9» — \ cos a cosfl) ,

MM. Ampère, Savary, de Monferrand, ont prouvé que IwUîîr cette expression conduisait a des résultats conformes a l'otist lorsqu'on l'appliquait a la recherche des actions mutuelle courants finis de formes données. La valeur négative (-- t) i dique que deux portions du même courant, en ligoe droite i par répulsion l'une sur l'autre; l'expérience suivante ^ ' cette conséquence de la théorie. ^,

RtSpniaion 820. Sur uuc cuvcttc rcmpHc de mereure, et divisée en

qu'on cooraKt , i . . • t% * n Gl Aa CCi^

•>ercf Mir lui- partimcuts par une cloison isolante, on fait flotter nu ai o« " fTc.Tû. touré de soie, formé de deux parties rectilignes parallèle

réunies par un arc nq. Les branches droites reposent coaco mercure de l'un des compartiments; les pointes nues et ^^^ ^ courbées, qui les terminent, plongent dans le liquide; &^ ^ monte la cloison sans la toucher. Lorsqu'on immerge 1^

QVABANTB-BVTrtftU UÇOR. 15S

)>bore8 d'une pila, en face des extrémités m etp da fil coarbé, on yoil ce fil glisser à la surface du liquide, de manière a s'éloigner des pointes des conducteurs. Il y a donc répulsion entre les portions des courants qui naissent a la surface du mercure, et ceux qui parcourent les bran* cbes parallèles mn eip^, comme l'indique la tbéorie.

8â 1 . Des considéra tiens très-simples font prévoir facilement, d'après PeiitioM les principes établis dans les paragraphes 818 et 816, toutes les cir- du'^Mi!^ constances du uiouvement qu'un courant fixe, rectiligne ou circulaire, ««i»*!** doit imprimer a un autre courant mobile, quand on connaît les relations de position des conducteurs que suiTcnt ces courants. Soit d'abord un courant rectiligne ÂB, honxontal et indéfini dans les deux ^^^^ 431. sens, et cherchons quel sera le résultat de son action, sur une portion d'un autre courant CD, supposée mobile, rectiligne, horixontale, et partagée en deux parties égales par le plan Tcrtical mené par AB. Considérons an élément m du courant CD , deux éléments a et & de Afi, pris à égale distance de CD, exerceront sur m deux actions égales en valeur absolue, mais desquelles l'une sera attractive et l'autre répulsive ; leur résultante sera donc parallèle à AB, et dirigée du côté de A, d'après les directions des courants indiquées' sur la figure*

Il résulte de là que l'action totale du courant indéfini AB, sur la moitié CO du courant CD, laquelle est composée d'actions élémentaires toutes analogues à celle qui vient d*ètre considérée, se réduira à une force parallèle à AB et tendant à faire glisser CO parallèlement à luimême, de B vers A. On démontrera de la même manière que l'action de AB, sur la moitié OD du même courant CD, doit se réduire à une force parallèle à AB, et tendant à faire glisser OD parallèlement à luimême, de A vers B. En vertu de la symétrie qui existe ici, ces deux résultantes partielles formeront un couple dont l'effet sera de faire tourner le courant CD, jusqu'à ce qu'il soit parallèle à AB et dirigé dans le même sens. C'est en effet le mouvement que l'on observe, lorsque l'on dispose, dans l'appareil de S. Ampère, un conducteur asiatique et mobile, formé de deux rectangles superposés, au-dessus du conducteur fixe horizontal du § 815. Le plan du conducteur mobile étant d'abord perpendiculaire à celui du conducteur fixe, on voit le côté horizontal se mouvoir et s'arrêter comme les raisonnements précédents le faisaient prévoir.

Si le courant CD est vertical, et tout entier an-dessus du plan horizontal passant par AB, il n'y a plus qu'une seule résultante parallèle au courant fixe, laquelle tend à transporter CD parallèlement a lui- rtc.4». même.. Si donc ce dernier courant est mobile autour d'un axe vertical £F, il doit se placer dans le plan passant par oel axe et qui est parai-

154 G0VE8 DB nrrsiQQi.

lèle à AB. Sî le courant fixe ▼« de A ea B, et que lecovulHyUn dcfloendaniy CD se trouverai dans sa position d'équilibre, igioclKii £F ou vers A. Si le courant CD est an contraire aBcendsnt, il le |il«r à droite de £F. S'il y a deux courants verticaux mobiles, éék un même plan passant parEF, à égale distance do œt aie, l'on 10 dant et l'autre descendant, ils concourront à donner à leur p!» a position fixe parallèle a AB.

La terre qui agît sur un. aimant horizontal, comme anoemntu^ tiligne allant de l'est à l'ouest, donne un exemple da cas «tA s déterminant le plan d'un conducteur rtotangnlaire mobile,itf ^ Vis. 437. perpendiculairement au méridien magnétique. Si eelte^^^" terre, ou du courant qui la représente, amène aussi dtnsoK^ tion perpendiculaire au méridien magnétique, le plan d'oio*^ teur circulaire, mobile autour d'une verticale paisaBt|MrMi(^ c'est que les éléments de ce courant formé peuvent ohacotff ^ poser en deux éléments, l'un vertical, l'antre horisontal; lv<^ du courant terrestre sur les éléments horisontaux wài^rwff^^ que- les actions sur les éléments verticaux concoment î ^ plan du cercle la position indiquée*