ÉLECTRO - MAGNÉTISME

conducteurs; mis en communication avec le sol, un aimant ne revient pis à l’état neutre, comme le fait en pareil cas un corps électrisé; enfin, l’électricité peut se développer sur tous les corps, tandis (pie le magnétisme ne se manifeste que dans un très- petit nombre de substances. Au milieu de ces ressemblances et de ces dissemblances, on ne pouvait donc rien affirmer sur l’identité des causes qui produisent l’électricité et le magnétisme; lorsqu’à la fin de 1819, GErsted, professeur de physique à Copenhague, fit une mémorable découverte, qui désormais liait intimement l’un à l’autre ces deux agents physiques. L’illustre physicien donna ainsi naissance à toute une branche nouvelle de la physique , qu’on a désignée sous le nom d’ électro-magnétisme , pour exprimer que les phénomènes qu’elle fait connaître sont à la fois du domaine du magnétisme et de l’électricité.

39G. Action de* courant* *ur le* aimant*. — OErsted avait déjà

Fig. 293. — Action directrice des courauts sur les aimants.

fait de nombreuses tentatives pour constater la liaison qui, selon lui, devait exister entre le magnétisme et l’électricité, lorsqu’il trouva que les courants électriques « ont une action directrice sur l’aiguille aimantée et tendent toujours à la diriger perpendiculairement à leur propre direction. »

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Pour vérifier cette action des courants sur les aimants, on dispose l'expérience comme le fait voir la figure 293. Une aiguille aimantée, mobile sur un pivot, étant en équilibre dans la direction du méridien magnétique, on ep approche un fil parcouru par un courant voltaïque, en ayant soin de le présenter à l’aiguille dans le sens de sa longueur. Or, on voit alors l’aiguille dévier de sa position d’équilibre, osciller et s’arrêter dans une position sensiblement perpendiculaire à celle du courant ; nous disons sensiblement perpendiculaire, parce que le magnétisme terrestre tend toujours à ramener l’aiguille dans sa première position ( 333).

Dans l’expérience d’CErsted, le sens dans lequel est dévié le pôle austral de l’aiguille (celui qui regarde le nord) varie avec la direction du courant : si celui-ci va du sud au nord, au-dessus de l’aiguille, le pôle est dévié vers l'ouest; si, au contraire, il va du nord au sud, toujours au-dessus de l’aiguille, c’est vers l’est que se dirige le même pôle. Enfin , quand le courant passe au-dessous de l’aiguille, les mêmes phénomènes se reproduisent, mais en sens inverse.

397. Hypothèse du bonhomme d’ Ampère. — Ampère, à qui CSt due la découverte de la plus grande partie des phénomènes électro-magnétiques, a donné une expression simple de la loi d'après laquelle les courants dirigent l’aiguille aimantée, en adoptant l’hypothèse suivante, connue sous le nom d 'hypothèse du bonhomme d‘ Ampère. Ce savant a supposé un observateur couché dans le fil que parcourt le courant, de manière qu'ayant toujours la face tournée vers l’aiguille, le courant entre par les pieds et sorte par la tête. Or, ayant ainsi personnifié le courant. Ampère a trouvé que dans toutes les directions qu’on peut lui donner, soit au-dessus, soit au-dessous de l’aiguille, « toujours le pôle austral est dévié à gauche du courant », c’est-à-dire à gauche de l'observateur qu’on suppose placé dans le fil.

398. Action» de» aimants sur les courants et des courants sur les courants; solénoïdei. — La découverte d’Œrsted ne fut pas plus tôt connue, que plusieurs physiciens s’empressèrent de rechercher s’ils ne trouveraient pas d’autres analogies entre l'électricité voltaïque et le magnétisme. Ampère surtout fit bientôt connaître une foule de phénomènes nouveaux, dont nous citerons les suivants :

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I" De même que les courants ont une action directrice sur les aimants, réciproquement les aimants dirigent les courants. Pour le démontrer, on enroule en cercle un fil de cuivre dont les deux extrémités sont fixées à deux pointes d*ucier qui plongent dans deux godets pleins de mercure (fig. 294); ces godets communiquant par deux tiges et deux colonnes de cuivre avec les pôles d’une pile, on a un circuit mobile traversé d’une manière continue

par un courant. Or, ce circuit étant en repos, si l’on avance audessous et dans son plan même un fort barreau aimanté, « on voit le circuit tourner et s’arrêter transversalement au barreau ; ce qui est la réciproque de l’expérience d'GErsted ».

2° Le globe terrestre, qui agit comme un aimant sur les aiguilles magnétiques, agit de la même manière sur les courants mobiles, c’est-à-dire « qu’il les dirige perpendiculairement au méridien magnétique ». C’est encore avec l’appareil représenté dans la figure ci-dessus que l’on constate cette action. Pour cela, le courant ne passant pas encore dans le circuit, on le place dans la direction du méridien magnétique, puis on met les deux pôles de la pile en communication avec les colonnes; aussitôt on voit le circuit s’orienter et s’arrêter en croix avec sa première position, le courant se dirigeant de l’est à l’ouest dans la partie inférieure du circuit.

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3° Ampère ne se borna pas à faire agir les aimants et le magnétisme terrestre sur les courants, il chercha encore si ceux-ci exerçaient les uns sur les autres des actions analogues à celles qui existent entre les aimants ; or, il trouva que « deux courants parallèles de même sens s’attirent, et que deux courants parallèles de sens contraire se repoussent ».

4° Enfin, le même physicien ayant eu l’heureuse idée de multiplier le circuit de la figure 294, en enroulant le fil métallique un grand nombre de fois en hélice, comme le montre la figure 295, donna à ce petit appareil le nom de solénoïde ( semblable à des canaux ). Or, lorsqu’un solénoïde est posé sur les godets de l’appareil déjà employé pour les courants mobiles ( fig. 294 ), on observe

qu’il est orienté par la terre absolument comme une aiguille aimantée. De plus, si on lui présente un aimant, la même extrémité d’un solénoïde est attirée par un pôle de l’aimant et repoussée par l’autre. Enfin, si on approche d’un solénoïde mffbile

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Fig. 295. — Solénoïde.

un autre solénoïde parcouru aussi par un courant, on observe entre leurs extrémités, leurs pôles, identiquement les mêmes attractions et les mêmes répulsions qu’entre les pôles des aimants.

399. Théorie d'Ampére iur le magnétisme. — Se fondant SUT les phénomènes qui viennent d’être décrits, Ampère a donné une théorie ingénieuse qui rattache à une seule et même cause le magnétisme et l’électricité. Au lieu d’expliquer les phénomènes ma-

gnétiques par l’existence de deux fluides, Ampère les a attribués à des courants électriques qui se meuvent naturellement autour des molécules des substances magnétiques, dans des plans perpendiculaires à l’axe des aimants, c’est-à-dire à la droite qui joint leurs deux pôles. Par suite, les attractions et les répulsions qui s’exercent entre les pôles des aimants ne sont plus que la conséquence des actions mutuelles des courants sur les courants, selon qu’ils sont de même sens ou de sens contraires. Quant à l’action directrice du globe sur les aimants et les courants mobiles, Ampère l'a expliquée en admettant autour de la terre des courants dirigés

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parallèlement à l’équateur, de l’est à l’ouest. Ce sont ces courants terrestres qui orientent les aiguilles des boussoles, aimantent les minerais de fer, et dirigent les courants mobiles transversalement au méridien magnétique, c’est-à-dire parallèlement à leur direction. On admet que ces courants ont pour cause les variations de température qui se produisent sans cesse à la surface du globe par les alternatives successives des jours et des nuits.

400. Multiplicateur ou galvanomètre. — 1/ action directrice des courants sur l’aiguille aimantée, découverte par ÜErsted, conduisit bientôt un savant prussien, Schweiger, de Hall , à la construction d'un électroscope galvanique extrêmement sensible auquel on a

donné le nom de multiplicateur, parce qu’il sert à multiplier l’action directrice du courant. On lui donne encore les noms de galvanomètre (qui mesure l’électricité galvanique), et celui de r/iëomètre (qui mesure les courants).

Pour comprendre la théorie de cet instrument, considérons le cas où le courant ne passe pas seulement sur l’aiguille, comme dans la figure 293 , mais passe dessus et dessous (fig. 296). L’ effet est alors doublé, car au lieu d’un seul courant, on en a deux, tendant également à faire tourner le pôle austral dans le même sens, puisque chacun de ces deux courants a sa gauche tournée du même côté, comme il est facile de s’en assurer en se reportant à l’hypothèse du bonhomme d’Ampère. Or, comme en continuant à enrouler le fil dans le sens de l’aiguille on multipliera encore l’effet, on est maître de rendre la force avec laquelle le courant tend à dévier l’aiguille aussi grande qu’on voudra; et, par suite, le courant le plus faible, le plus inappréciable par tout autre moyen, pourra agir sur l’aiguille aimantée, qui .servira ainsi non-seulement à constater l’existence d’un courant, mais à faire connaître le sens de sa propagation. C’est à ce double usage que sert le multiplicateur ou galvanomètre.

Cet appareil, représenté dans la figure 297, se compose d’un

Fig. 296. — Théorie du galvanomètre.

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pied de cuivre M sur lequel est posée une cage de verre; sous cette cage est un cercle gradué, et en dessous de ce cercle un cadre de bois autour duquel s'enroule un grand nombre de fois un fil fin, de cuivre rouge, recouvert de soie. Les bouts de ce fil traversent le pied de cuivre et se rendent à deux boutons de même métal m

Fig. 297. — Galvanomètre (ou multiplicateur).

et n, placés au-dessous. Enfin, deux tiges verticales de laiton soutiennent un fil de cocon s, auquel est attachée une tige légère dans laquelle s’implantent deux petites aiguilles aimantées, l’une ab au-dessus du cadran, l'autre B, qui n’est visible qu’en partie, est dans le circuit môme formé par l’enroulement du fil. Ces deux aiguilles, qui ne peuvent tourner l’une sans l’autre, sont disposées de manière que leurs pôles contraires soient en regard, c’est-àdire le pôle austral a de la première au-dessus du pôle boréal B de la seconde. De là deux effets importants : d’abord , le magnétisme terrestre tendant à diriger ces deux aiguilles en sens contraires, il en résulte que si elles sont à peu près de môme force, l’action directrice de la terre est presque nulle, et que, par suite,