AIMANTS CIRCULAIRES DE M. DUTER

par un talon T. Les aulres lames F sont aimantées une à une, toutes clans le même sens , et disposées successivement à l'intérieur de E où elles se recourbent librement d'après leur tilaslicité. Le nombre des lames doit ôtie ^,.^ ^^

réglé de manière à réduire au minimum et sensiblement à zéro le magnétisme libre sur celle-ci, de telle sorte qu'une lame de plus le fasse apparaître. L'aimant étant ainsi construit, il faut, pour produire l'arrachement du contact, une force extrêmement considérable; mais, quand on replace ensuite le contact, il est arraclié par une force notablement moindre, qui mesure ce qu'on peut appeler la force portative permanente de l'aimant. Celle-ci peut alleindre a5^« pour un aimant du poids de ôooe'C). Mais, quand on augmente les dimensions de l'aimant, la force portative croît à peu près comme la section, c'esl-à-dire comme le carré des dimensions homologues, tandis que le poids varie comme le cube de ces dimensions : aussi le rapport de la force portative au poids diminue. Un aimant formé de 5o lames de o", n de largeur et de o'",oo2 d'épaisseur porte 5oo^ et pèse un peu plus de 5o^', Cet aimant, le plus puissant que l'on ail jamais construit, porte donc un peu moins de lo fois son poids. Il est représenté par la Jig. rgà. Le levier L et le poids P, que l'on déplace progressivement à l'aide d'un petit treuil, servent à produire i'arrachemeni.

AnUHTS CnCVUlBES DE ■■ DIITEH. — Nous n'avons considéré Jusqu'ici que des aimants prismatiques de longueur assez grande. H. Duter a étudié un cas tout différent, celui de plaques dont les dimensions transversales sont très considérables par rapport à leur épaisseur. Les résultats les plus intéressants ont éié fournis par des plaques circulaires ou elliptiques.

(<) Joule (Mémoire» publiés par la Société Royale de Lonilres, i. I, p. 33) a obtenu des électro -ai niants du système Tiguré p. 363, portant jusqu'à a834 ''oi* 'eu'' poids. Il est évident que eette rorme est combiove de ra^on i réduire au minimum le poids de ter employé.

3G6 Li:S AIMANTS.

Deux variélés singulières d'aimants plats sonl d'ailleurs à distinguer, suivant que Tainiantalion est obtenue dans une 1)obine plate, où le champ est sensiblement uniforme (^), ou qu'elle est développée par l'influence d'un électro- aimant pointu dont l'axe est normal à la plaque ('). Dans ce dernier <:as, le champ magnétique est variable, mais il est de révolution autour de l'axe de Télectro-aimant.

Premier cas. — M. Duler a annoncé que la distribution du magnétisme obéit aux lois suivantes :

1^ Les quantités totales de magnétisme libre répandues sur des disques circulaires ou elliptiques de même acier et ^le même épaisseur sont proportionnelles à leurs surfaces.

i"" Ce magnétisme peut être considéré comme distribué suivant des filets qui affectent la forme d'hyperboles. Les axes non transverses de ces hyperboles sont perpendiculaires à la ligne neutre de Taimant; ils sont égaux et leur grandeur <»ommune est celle de Taxe de la plaque avec lequel coïncide la ligne neutre. Sur chacun des fllets hyperboliques Ja distribution du magnétisme est donnée par une formule analogue à celle de Biot. En désignant par y l'ordonnée magnétique, par h la longueur de l'arc d'hyperbole comptée à partir de la ligne neutre,

Y et a varient d'un filet à l'autre suivant des lois reconnues par M. Duter,

3° Les lignes isodynami([ues, c'csl-à-dire pour lesquelles/ ;i une même valeur, sonl des ellipses homofocales, ayant pour foyers les extrémités do la ligne neutre.

Second cas. — Le cas des disques circulaires ou annulaires aimantés par application de leur centre sur la pointe d'un électro-aimant conique est remarquable parla simplicité des résultats obtenus. Les lignes isodynamiques sont des

(') DuTKii, Sur la distribution du magnétisme dans des plagues d^acier circulaires ou elliptiques {Annales de V École Normale, a* série, l. V, p. 217, et Journal de Physique, i" série, l. V, p. a33; 1876).

(•) Duter, Des plaques circulaires aimantées où les lignes isodynamiques sont des circonférences concentriques {Journal de Physique, r* série, l. VII, p. 37; 1^79).

UÉAIMANTATION ET DÉSAIMANTATION. S(\y

cercles concentriques. La distribution du magnétisme sur un rayon quelconque d'un disque annulaire dont le rayon extérieur est R, le rayon intérieur /*, est représentée par la formule

et, par conséquent, le rayon p de la ligne neutre est

On reconnaît aisément que les quantités totales de magnétisme libre varient d'après la formule (i), proportionnellement à la surface 7r(R' — - r') des anneaux.

liAIlIAlTATIOir ET DÉSAIHAHTATIOir. — Dans ce qui précède, nous avons généralement supposé que Ton opère sur des aciers récemment trempés et vierges de toute aimantation antérieure.

Quand on soumet un aimant déjà formé à l'action d'un champ magnétique extérieur, les phénomènes se compliquent beaucoup, et les résultats obtenus ne sont susceptibles d'interprétation que dans quelques cas très simples, par exemple celui de la réaimantation ou de la désaimantation d'aimants prismatiques de grande longueur par rapport à leurs dimensions transversales. Ce que nous savons de plus précis à ce sujet résulte des expériences de MM. G. Wiedemann (*), Jamin («), Bouty (») et Righi (*).

!• Aimantations successives, — Nous avons déjà signalé, à propos des anciens procédés d'aimantation, l'utilité de soumettre un même barreau à plusieurs passes successives.

(*) G. WiEDBMANN, Pogg, Ann., t. G, p. a35; t. CIII, p. 563; l. CVI, p. i6i ; t. CXVII, p. 193; t. CXXIX, p. 616. ( Voir aussi l'Ouvrage de Wiedrmaon, />îitf Lehre von der Elecktricitàt).

(■) Jamin^ Comptes rendus des séances de V Académie des Sciences, t. LXXV, p. 1796; t. LXXX, p. 417.

( * ) Bouty, Annales de l* École Normale supérieure, 2' série, l. IV, p. aa ; t. V, p. i34 cl i5o; 18-5-1876.

(♦) RiOHi, Journal de Physique^ !'• série, t. X, p. 482; 1881.

D'après M. Bouly, le moment mag^nétiqiie permanent d'une ai^iiille d'acier passi^^e n fois à la spirale croît suivant la formille empirique

où A et B sonl deux constanles. La quanlité de magnétisme de l'aiguille croîl d'après une loi analogue, mais avec des coeflicients différents, car, en môme temps que la quantité de magnétisme augmente, les pôles se rapprochent des extrémités et ces deux effets concourent à produire Taugmentation du moment magnétique.

2* Désaimantations, — Quand une aiguille vierge a été aimantée dans un champ uniforme d'intensité F et qu'elle est soumise à l'action d'un champ de signe contraire /, raimantation permanente conservée par l'aiguille décroit quelque petit que soit/, et se réduit à zéro pour une valeur de/inférieure à F.

M. Bouly a mesuré le moment magnétique que présente une aiguille ou un barreau cylindrique déjà aimanté pendant (lu'il est soumis à l'action d'une bobine magnétisante tendant à lui communiquer une aimantation de même sens ou de sens contraire à celle qu'il possédait auparavant. En répétant rexpèrience dans les mêmes conditions pour des barreaux de même section et de longueur différente, il a reconnu qu'il est imj)ossiblc de rcpréscnler ces moments par la formule de (ireen; tandis (|u'on les représente 1res bien par la somme algébrique de deux moments, l'un permanent P, que Ton peut d'ailleurs mesurer en supprimant l'action de la bobine, l'autre temporaire T, précisément égal à la partie temporaire T' du moment total ([u'un barreau B', vierge et identique au barreau aimanté B que l'on étudie, prendrait sous l'action de la même bobine. Les deux moments P et T obéissent individuellement à la formule de Green.

L'addition algébri(|ue des moments P et T ne peut guère s'interpréter que par la superposition des distributions individuelles de magnétisme qu'elles représentent : l'une de ces distributions P a pour caractère d'être longue (voir p. 357^, l'autre T est plus courte. Une conséquence singulière se

RÊAIMANTATION ET DÉSAIMANTATION. 369

rapporte au cas où Ton désaimante un barreau par un champ magnétique tel que le moment total soit exactement nul pendant l'action du champ. On a alors P =r — T, mais le barreau n'est pas à ^'^* ^'^•

l'état neutre, car les deux courbes magnétiques qu'il faut superposer ont, il est vrai, même aire, mais non même ordonnée extrême (Jig.2i3); par suite, le magnétisme permanent domine dans la région moyenne du barreau, le magnétisme temporaire vers ses extrémités, et il y a deux points conséquents K, chacun au voisinage de l'une des extrémités. L'existence de ces points conséquents a été vérifiée directement.

Il faut rapprocher de ces observations des expériences de Jamin sur la superposition des aimantations permanentes produites par l'action répétée de courants de sens inverse. Un barreau B aimanté par un champ F, puis désaimanté par un champ magnétique F', tel que le magnétisme permanent soit exactement annulé, ne peut être considéré comme à l'état neutre. On sait, en effet, que l'application à ce barreau d'un champ négatif au plus égal à F' sera sans influence sensible pour modifier l'aimantation permanente, tandis qu'un champ positif aussi faible que l'on voudra fera reparaître l'aimantation dans le sens initial. En dissolvant dans un acide la couche superficielle d'un barreau B amené par une désaimantation à la neutralité apparente, Jamin a fait reparaître l'aimantation primitive. Celle-ci persistait donc dans les couches profondes : elle était masquée , non complètement détruite , par une aimantation contraire des couches les plus superficielles.

On conçoit qu'un aimant soumis à des actions magnétiques répétées dans un champ magnétique que l'on fait varier arbitrairement présentera des conditions d'aimantation excessivement complexes, puisqu'il conserve toujours la trace de son état magnétique antérieur, il est donc impossible d'attribuer une signification quelconque aux expériences qui n'ont pas été exécutées dans des conditions simples et bien définies.

J. et B., IV, 3\ Aimants, — (V éd., 18H9.) 24

Quand on veut soumettre un barreau d'acier déjà aimanté à de nouvelles épreuves, on ne peut se dispenser de le porter à une température assez haute pour lui faire perdre toute trace de magnétisme antérieur. Si d'ailleurs on voulait rendre les expériences comparables, il serait indispensable de ramener le barreau à une trempe identique à sa trempe initiale, ce qui ne peut être réalisé d'une manière bien précise dans Tétat actuel de la Science.

AHAL06IE DES PHÉHOMÈHES ÉLàSTiaUES ET MAanfenaUBS.— Pour caractériser l'ensemble des propriétés magnétiques des aimants d'acier, on n'a trouvé jusqu'ici rien de mieux qu'âne analogie, réellement très frappante, reconnue et développée par M. G. Wiedemann (*) : c'est celle des phénomènes de l'aimantation avec les phénomènes élastiques et tout particulièrement avec la torsion.

De même qu'un couple de torsion très faible appliqué à un cylindre produit une torsion temporaire qui disparaît par l'application de cette force, de même une force magnétisante médiocre produit presque exclusivement une aimantation temporaire. Mais, si l'on fait croître peu à peu soit le couple de torsion, soit la force magnétisante, une partie de l'aiman talion ou de la torsion temporaire persiste après l'ablation de la cause qui l'a produite. Comme il y a une limite à la torsion permanente ou temporaire que peutsupportei* sans se rompre un cylindre soumis à des couples de torsion de plus en plus considérables, de même il y a une limite à l'aimantation soit temporaire, soit permanente.

Cette analogie s'étend au cas de la répétition de l'action magnétisante ou tordante, à la superposition des effets temporaire et permanent de signe contraire, etc., etc. Pour s'en convaincre, il suffit de jeter les yeux sur le Tableau suivant, extrait de l'Ouvrage de Wiedemann (*) :

(•) G. WiEDKMANN, Pogs;. Afw., t. ClU. p. 563; t. CVI, p. i6i ; l.CXVII. p. 2o3, et l. CXXIX, p. 6if).

(») G. WiBDEMANN , Dic Lelire der Elecktricitàt^ 3* édition, I. ï^^p. 473 ; i883.