EFFETS PHYSIQUES

549. Un Cl de métal assez délié et assez court étant établi entre les réophores d'une pile , s'échauffe et devient incandescent : si c'est un fil de fer, il brûle vivement ; si c'est un Cl de cuivre, d'or, de platine, il fond. Il en est de même de minces lames d'or, d'étain ou d'argent; il y a même ordinairement volatili-

salion du métal. Si l'on présente l'un à l'autre, mais sans contact, les deux Gis qui partent des pôles, il jaillit entre eux une série d'étincelles. Si ces deux fils sont mis en état de porter chacun un charbon dont on a augmenté la faculté conductrice, en le calcinant et en le plongeant dans du mercure , et qu'on approche ces deux charbons l'un de l'autre, il jaillit entre ceux-ci une vive lumière. Dans celte expérience qui réussit dans le vide comme dans l'air, le courant entraine des parcelles de charbon du pôle positif au pôle négatif.

Si l'on partage un vase en deux parties par une cloison en vessie , qu'on mette un liquide peu conducteur dans les deux cases et qu'on plonge dans chacune d'elles l'un des fils partant des pôles d'une pile assez forte , on remarque que le niveau du liquide s'élève dans la partie oîi plonge le fil négatif.

350. Lorsqu'on interpose des diaphragmes métalliques dans une solution saline traversée par un courant qui soit obligé de les traverser, il se forme des précipités contre chaque face de ces lames, et la force diminue à mesure que le nombre des plaques interposées augmente (556). D'ailleurs, après avoir traversé quelques diaphragmes, le fluide est plus propre à en traverser d'autres, ce qui indique un état de polarité dans le courant.

Quand le circuit est fermé, le courant a la même intensité dans tous ses points, quelle que soit la forme du conducteur, et ne passe pas seulement à la surface de celui-ci , mais se propage uniformément à travers lui. La conductibilité du fluide à travers un fil est en raison inverse de la longueur et proportionnelle à la section du fil. Pour vérifier les premiers de ces faits , on observe la production de gaz que donne la décomposition de l'eau acidulée. Pour vérifier les derniers, M. Becquerel a enroulé en sens contraires, sur le cadre d'un multiplicateur, deux fils égaux en tout , de manière à y produire des effets inverses : les quatre bouts des fils plongent chacun dans une capsule contenant du mercure, et que nous appellerons n el p pour l'un des fils et n' et p' pour l'autre. Si l'un des pôles d'une pile communique avec les deux capsules n et n' , et l'autre pôle avec les deux capsules p et p' j les courants qui parcourent le multiplicateur seront égaux ou inégaux, et l'aiguille, stationnaire ou déviée, selon que les fils partant des pôles sont identiques ou différents. Par le même pro-

cédé, M. Becquerel a déterminé, pour les divers métaux, les

rapports suivants de conductibilité.

Cuivre 100

Or 93,5

Argent ♦ . . 73,6

Zinc 28,5

Platine 16,4

Fer . . , 15,8

Élain 15,5

Plomb 8,3

CKAPITRE 6.

ELECTRO-MAGNETISME.

Action des courants sur les aimants.

531. DIRECTION. On a donné le nom d'électro-magnétisme à l'action réciproque de l'électricité sur le magnétisme. Le premier fait connu d'électro-magnétisme est que souvent des aimants éprouvent un renversement de pôles par leur position auprès d'une machine électrique, ou par l'explosion rapprochée de la foudre.

Lorsqu'on met en communicatioa les deux pôles d'une pile, il se fait à travers le conducteur un mouvement vibratoire continu de fluide électrique ; ce que nous avons appelé un courant : nous considérerons toujours, dans les phénomènes que nous allons étudier , le courant comme se faisant du pôle positif au pôle négatif. M. OErsted a vu que si l'on approche dans le sens de la longueur d'une aiguille aimantée le fil métallique qui joint les deux pôles de la pile, aussitôt celte aiguille dévie considérablement de sa position : si le courant électrique passe an-dessus de l'aiguille

dans le sens du nord au sud , le pôle austral de cet aimant marche vers l'est (f. 365) ; si le courant, dirigé toujours du nord au sud, passe au-dessous de l'aiguille, le pôle austral de celle-ci marche vers l'ouest. Des effets contraires ont lieu si le courant se dirige dans le sens du sud au not*d. En plaçant le courant parallèlement et en face de l'épaisseur de l'aiguille , celle-ci ne dévie pas.

L'action du globe sur Taiguille aimantée s'opposant à l'action du courant électrique , les directions dont nous venons de parler sont influencées par la première , et pour les apprécier exactement il faut les mettre à l'abri de celte influence magnétique de la terre en employant une aiguille astatique (450).

552. En approchant un courant électrique d'une aiguille astatique, celle-ci se met toujours en croix avec ce courant, en se disposant de la manière indiquée plus haut : on peut exprimer les effets produits sur l'aiguille par le courant électrique, en disant que celui-ci en pousse toujours le pôle austral à gauche ; et par cette gauche il faut entendre celle d'une petite figure qui aurait les pieds au pôle positif, la tête au pôle négatif, et qui aurait toujours la lace tournée vers l'aiguille (f. 564).

553. En faisant osciller une aiguille astatique placée au-dessus d'un courant rectiligne , et en comparant les carrés des nombres d'oscillations qu'elle fait en un même temps , étant placée à diverses distances du courant, il est aisé de s'assurer que les intensités de l'action sont en raison inverse des distances, c'est-à-dire, que pour une distance double, l'effet devient moitié moindre, etc.

Une aiguille de fer doux éprouve de la part des courants électriques le même effet qu'une aiguille aimantée, ce qui est dû à la décomposition du fluide magnétique naturel du fer par l'action du courant.

Le fil conducteur, à travers lequel se fait le courant, attache à lui les parcelles de limaille de fer , comme un véritable aimant ; il conserve cette propriété d'attirer la limaille , même quand il est échauffé au rouge, tandis que nous savons qu'à celte lempéture les aimants perdent leur puissance.

554. RHÉOMÈTRES. Multiplicateur de Schweiger. D'après ce que nous venons de voir, il est évident que si nous plaçoas l'aiguille aimantée dans un carré ou dans un cercle formé par le courant (f. 365), les effets produits par l'action de celui-ci

( 368 ) seront bien plus marqués que dans le cas d'un courant rectiligne ; à plus forte raison, ils seront encore plus prononcés, si nous réunissons plusieurs de ces carrés ou de ces cercles; de là, l'idée du multiplicateur. Pour construire l'instrument qui porte ce nom, on prend un long fil de métal, entouré de soie danr toute sa longueur , et on l'enroule sur un châssis de bois (f. 566) , au milieu duquel est placée une aiguille aimantée, rendue asiatique par une aiguille fixée contrairement sur le même axe en dehors du châssis. On laisse libre les extrémités du fil , et c'est au moyen de ces ex- ' trémités qu'on peut établir un courant électrique à travers le fil du multiplicateur j le plus faible passage de fluide électrique à travers ce fil , est indiqué aussitôt par la déviation des deux aiguilles aimantées (a).

S35. Rhéometre. Dans le multiplicateur de Schweiger , il n'y avait qu'une aiguille; c'est M. Nobili qui a imaginé l'emploi des aiguilles contraires. Le fil est entouré de soie, et tantôt il n'a que -/e ^^ millimètre d'épaisseur et fait 800 tours sur le châssis, tantôt il est épais de ^/j de millimètre et ne fait que 50 tours.

Ce sont des constructions du même genre qu'on emploie sous les noms de galvanomètre ou rhéom'etne^ pour mesurer l'intensité des courants électriques.

Dans le rhéomèlre (f. 367) , les deux aiguilles sont des tiges d'acier, longues de O^jOS environ et épaisses de O^OOi , et portées par un fil de soie. Au-dessous de l'aiguille supérieure et sur le cadre est placé un cadran en cuivre divisé , et qui sert à mesurer les déviations de l'aiguille et à en diminuer les oscillations. Le fil est. en cuivre , entouré de soie, d'autant plus mince qu'il est plus long, et fait 50 tours, 800 tours, ou jusqu'à 5000 tours, selon qu'on veut observer le passage.de l'électricité produite par la chaleur, par l'action galvanique ou par le frottement. Tout l'appareil est placé sous une cage de verre qui le met à l'abri des agitations de l'air.

536. AIMANTATION PAR LES CODRANTS. En mettant dans le multiplicateur une aiguille de fer ou d'acier, elle prend les

•(a) Ces deux aiguilles éunt l'une sous le courant et l'autre au-dessus , sont poussées par lui toutes deux dans le même sens ; ce sens de déviation indique la direction du courant.

propriélés magnéliques. Uoe aiguille d'acier s'aimante plus facilement encore, lorsqu'on roule autour d'elle en spirale le fil conducteur de la pile; ce petit appareil prend le nom d'hélice. Les hélices se distinguent en sinistrorsum (celles qui commencent à tourner par la gauche) (f. 568), et en dextrorsum (celles qui commencent à tourner par la droite) (f. 369). Dans les premières , c'est l'extrémité de l'aiguille qui se trouve la plus rapprochée du commencement de l'hélice (du pôle positif) qui prend le fluide austral ; tandis que dans les hélices dextrorsum le pôle austral se répand dans l'extrémité de l'aiguille la plus éloignée de l'origine du courant. Si l'hélice est composée de sinistrorsum et de dextrorsum, il y aura dans l'aiguille autant de points conséquents qu'il y a de changements dans la direction du 111 conducteur.

557. Nous venons de voir qu'en soumettant à un courant en hélice une aiguille- d'acier nue , elle s'aimante ; il en est de même quand elle est entourée d'un tube de verre ou de toute autre substance non conductrice ; si l'aiguille est entourée d'un tube de cuivre épais, l'action du courant devient nulle; mais cette action redevient peu à peu sensible , à mesure qu'on amincit les parois du tube, et elle reprend toute son énergie lorsque le tube n'a plus qu'une faible épaisseur; si celle-ci diminue encore davantage, les effets produits sont alors plus prononcés que ceux produits sur l'aiguille nue.

558. L'électricité développée par frottement produit sur l'aiguille aimantée les mêmes phénomènes que le galvanisme, mais plus faiblement prononcés. Les batteries de Leyde produisent des effets presque aussi énergiques que ceux de la pile.

En suspendant un barreau de fer doux, disposé en fer à cheval, enveloppé de soie et autour duquel s'enroule en hélice un fil de cuivre (f. 570) , ce barreau devient un aimant d'une force considérable au moment où l'on plonge les extrémités de l'hélice dans deux godets à mercure , servant de rhéophores à une pile galvanique. Aussitôt qu'on interrompt le circuit, le fer perd ses propriétés magnétiques.

M. Jacobi a construit une machine motrice, fondée sur les actions que nous venons d'étudier. Un disque fixé sur un axe porte dans son pourtour des barreaux de fer doux, posés perpendiculairement au plan du disque. Un second disque , armé de

même , mais mobile , est placé sur l'axe , de manière que ses barreaux viennent presque toucher ceux du premier disque. Le conducteur d'une forte pile s'enroule sur les barreaux, de manière à y former des hélices disposées de telle sorte que les extrémités libres des barreaux d'un même disque soient alternativement des pôles de noms contraires. Il résulte de là que, quand les barreaux mobiles sont au. milieu des intervalles des barreaux fixes, les actions mutuelles de tous ces aimants, font tourner le disque mobile et amènent les barreaux en face les uns des autres : si alors on renverse le sens du courant autour des barreaux de l'un des disques, les actions changent et le disque continue de se mouvoir. Ces conditions étant reproduites alternativement, donnent une rotation continue.

539. ROTATION DES AIMANTS. Si dans un vase vv' presque rempli de mercure (f. 571) on fait plonger un peu le conducteur t communiquant avec le pôle négalif de la pile, et le conducteur c communiquant avec le pôle positif, il est évident qu'il se fera à travers le mercure un courant dans le sens du dernier au premier. Si maintenant on place dans le mercure un aimant ai, d'une longueur et d'une force suffisantes , et retenu verticalement par un contrepoids de platine/), il est évident que l'action du courant qui s'élève dans la tige / ne s'exerce que sur le pôle a, celui 6 étant trop éloigné. Comme ce courant tend à pousser constamment le pôle austral à gauche , il en résulte que l'aimant ab se mettra à tourner dans le même sens autour de la tige t, avec une rapidité dépendante de Tintensilé de son fluide magnétique et de la force du courant électrique. C'est ce mouvement circulaire de l'aimant autour de la tige qu'on appelle rotation. Si l'on dispose l'aimant de manière que son pôle boréal se trouve voisin de la tige /, alors la rotation a lieu dans un sens contraire au précédent. En changeant la direction du courant il se manifeste des phénomènes directement opposés, c'est-à-dire que la rotation a lieu en sens inverse, ainsi (ju'il était aisé de le prévoir.

Si , au lieu de faire plonger la tige t dans le mercure à côté de l'aimantai, on la fait plonger dans un godet rempli de mercure et porté par le sommet de cet aimant, c'est qu'alors le courant établi ainsi forcera l'aimant à entrer en un mouvement de rotation sur lui-même (f. 372), autour de son axe. Dans cet appareil, la

( 571 ) tige c vient se rendre a un anneau de métal qui se trotnc dans le vase vv' à la hauteur même du niveau du mercure dans ce vase.