ACTION DE LA TERRE SUR UN COURANT FERMÉ

servàleur placé dans le circuit principal d'après la règle formulée par Ampère.

Nous sommes actuellement en mesure de généraliser la définition de Tunité électromagnétique de courant. Un courant d'intensité électromagnétique égale à V unité est celui quiéquis'aut à un feuillet magnétique de même contour, de puissance égale à ly et dont la face australe est à la gauche du courant.

« ACnOH DE LA TEBBE SUR UN GOURAIIT FERMÉ. — SOLÉHOIDES ÉLEG-

TROMAftNÉTIQlUES. — En vertu de l'assimilation qui vient d'être établie» un courant fermé, librement suspendu, doit s'orienter, sous l'action de la terre, comme le feuillet magnétique équivalent. Prenons, par exemple (y?^. 21), un conducteur circulaire DFEG, soutenu par des pointes dans deux coupelles à mercure en communication avec les pôles d'une pile éloignée. Ce conducteur, mobile autour de l'axe formé par les deux

Fi g. 32.

pointes, s'orientera perpendiculairement au méridien magnétique, de telle sorte que la face australe du feuillet équivalent regarde le nord, c'est-à-dire qu'un observateur couché sur le courant, d'après la règle d'Ampère, ait le pôle magnétique terrestre à sa gauche : si le courant va de D en FGE, la partie EG, dans laquelle le courant est ascendant» se placera à l'ouest.

Imaginons une file de conducteurs plans de même surface S, équidistants, inflniment petits et inOniment voisins, disposés normalement à une ligne droite ou courbe i/ig^ 22) :

4o LES AIMANTS.

ils sonl parcourus dans le môme sens par des courants de môme intensité i. On a ainsi constitué le système pour lequel Ampère avait imaginé le nom de solénoïde^ atti'ibué depuis par Maxwell au système magnétique défini (p. 9). Pour éviter la confusion, il suffit d'appeler l'ensemble des courants AB un solénoïde électromagnétique,

A chacun des courants fermés du solénoïde électromagnétique, on peut substituer le feuillet équivalent de puissance 1, en attribuant à ce feuillet une épaisseur e égale à l'intervalle de deux courants. Ces feuillets se trouvent alors empilés dételle sorte que la face australe de chacun d'eux est immédiatement recouverte par la face boréale du suivant. L'action extérieure du système se réduit donc à celle de la face australe A du premier feuillet et de la face boréale B du dernier, ou à celle de quantités de magnétisme h-jjl et — jjl distribuées uniformément sur les faces terminales A et B et dont il reste à déterminer la valeur.

Soit n le nombre de courants par unité de longueur ; l'épaisseur e attribuée à chaque feuillet est -> son moment est donc

-; mais il a aussi pour expression Si. Donc

Un solénoïde électvomangé tique comprenant par unité de longueur n courants d'intensité i et de surface ^^ équivaut, aupoint de vue des actions extérieures, à un solénoïde magnétique dont les extrémités coïncident avec les siennes, et dont la puissance est n S i.

Pour réaliser pratiquement unsolénoïde électromagnétique, on peut, sur un cylindre dont Taxe est AB {fig* 23), disposer un conducteur de la manière suivante; de C en E il est parallèle à Taxe, puis il se replie sur un cercle presque fermé jusqu'au point /i très voisin de e; ensuite il se continue suivant he\ parcourt un deuxième cercle parallèle au premier et ainsi de suite jusqu'à l'extrémité A.

Alors il revient de / en g en une ligne droite qui détruit

SOLÉNOIDES.

très sensiblement Teffel extérieur de toutes les parties reclilignesCe, ee'y e'e*, . . ., et, arrivé en ^, il se replie de nouveau en une série de droites et de cercles qui le ramènent en D ; par conséquent, cet appareil peut être considéré comme réalisant une suite de cercles perpendiculaires à l'axe AB. Mais il est

Fig. a3.

[Tri L-Lf

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ftT-n-r-T--i.t-f-A-

facile de voir que, si Ton se contente de former avec le fil conducteur une hélice passant par les points e, e', e\ les spires pourront sensiblement être remplacées par des cercles parallèles et par des droites ee', e\ e\ . . ., et que l'appareil total agira comme le précédent ; enfin, si les tours sont très rapprochés et que la longueur totale du cylindre soit très grande par rapporta son diamètre, il offrira sensiblement les propriétés d'un solénoïde théorique. On pourra faire arriver le courant par deux poupées C et D, et tenir le solénoïde à la main ou le suspendre sur un support approprié par deux

pointes d'acier C et D {fig, i(\). Ce support est formé essentiellement de deux conducteurs concentriques, isolés l'un de

Taulre cl en communicalion avec deux coupelles à mercure dans lesquelles reposent les pointes. Le courant arrive par exemple par le conducteur central, traverse le solénoîde et revient à la pile par le conducteur périphérique.

£n vertu de Tidentification que nous avons établie, le solenoïde électromagnétique AB doit se diriger sous l'action de la terre comme le ferait le solénoîde magnétique équivalent, c'est-à-dire que son pôle austral A doit pointer vers le nord magnétique. C'est ce que l'expérience confirme : si l'on écarte le solénoîde de sa position d'équilibre, il y revient par une série d'oscillations isochrones , comme le ferait un aimant, et la durée de ces oscillations est donnée par la formule

dans laquelle / représente la longueur du solénoîde et, par

suite, n SU son moment M.

^^^' ^^' On peut enfin rendre un solénoîde

. B électromagnétique mobile autour

^ ^ ><^^^ d'un axe horizontal 0 (Jl^, aS) perpen-

N- ^l^^^^P^ c diculaire au méridien magnétique, et

' '^^^^^^^''^ alors l'axe du solénoîde se place dans

^^^^^'*\ la direction de l'aiguille d'inclinai-

A/^^^ ^^ son, son pôle austral A plongeant

au-dessous de l'horizon. Si l'axe O était dans le méridien magnétique, le solénoîde se dirigerait Verticalement, avec son pôle austral A en bas.

ACTION D'ÏÏN COUBANT CIBCÏÏLAIRE SUR UN POLE PLACÉ SUR SON AXE. — Puisqu'on peut remplacer un courant fermé par un feuillet magnétique, le polenliel V du courant en un point quelconque de l'espace est égal au potentiel du feuillet magnétique équivalent, c'est-à-dire au produit de l'intensité i du courant par l'angle solide £2 sous-tendu par le courant au point donné. Cet angle doit être considéré comme positif si le point P est situé du côté de la face australe du feuillet, comme négatif s'il est du côté de la face boréale.

Ici se place toutefois une observation imporlante. L'angle il, sous-tendu par un feuillet, augmente brusquement de ^n