DEUXIÈME PARTIE

EXCITATION DE COURANTS ÉLECTRIQUES PAR L'INFLUENCE D’AUTRES COURANTS OU INDUCTION ÉLECTRIQUE.

Les nombreuses et brillantes applications que nous venons de faire connaître dans la première partie de ce rapport, et qui ont pour fondement la découverte de l’élcctro-dynamique et l’invention originale de l’aimant électrique, nous ont montré quelle influence le génie d’Ampère a exercée sur la science pure et sur diverses branches de la mécanique appliquée. Cependant, pour connaître toute la richesse et toute la fécondité des idées d’Ampère, il ne faudrait pas se contenter d’examiner la révolution qu’elles ont opérée dans la partie de la science qui se rapporte aux propriétés mécaniques des courants électriques. Mais, avant de poursuivre, il est nécessaire d'indiquer les expériences fondamentales qni ont fait découvrir la nouvelle source de courants à laquelle on a donné le nom d'induction électrique.

La première partie de ce rapport aurait été considérablement abrégée si elle avait été circonscrite à la période des vingt dernières aimées. Mais alors les effets se seraient présentés isolés des causes qui les ont produits, et par conséquent sans leur raison d’être. Il était évidemment préférable de monter jusqu’à ces régions élevées où résident les vraies sources de la science, et où des hommes de génie font jaillir du rocher les eaux vivifiantes qui vont répandre au loin la richesse et la fertilité. D’ailleurs il con-

venait de renouer la chaîne des temps, et l’on sait qu’il n’y a pas eu depuis 1810 de rapports généraux sur les progrès des sciences. La même méthode sera suivie dans le reste de cet ouvrage.

Lorsque Ampère eut constaté dans l'aimant électrique toutes les propriétés générales des aimants ordinaires, et qu'il eut conclu de ce fait que l’aimant ordinaire était lui-mème un aimant électrique, on 11e manqua pas d’élever des objections contre sa théorie.

Il y a sans doute, disait-011, dans l'aimant ordinaire une force qui ressemble à celle de l’électricité; mais cette force ne produit que des effets magnétiques, tandis que, par sa tension, l’électricité développe de la chaleur et de la lumière, et que, d’un autre côté, elle agit comme puissance chimique en décomposant les corps traversés par elle. Entre l’électricité et la force qui réside dans l’aimant il n'y a donc similitude que sous un seul rapport. Pour qu’il y eût identité, il faudrait que l’on pût tirer aussi de l'aimaut la chaleur et la lumière, ainsi que les elfels chimiques si aisément donnés par l’électricité.

A l’objection ainsi formulée, Ampère ne restait pas sans réponse. Comment s’y prendrait-011 pour obtenir de la chaleur, de la lumière et des ell’ets chimiques avec l'aimant électrique, qui est, à coup sûr, exclusivement constitué par l’électricité? Il faudrait, après avoir coupé l’une des spires, en lier les «leux bouts par un mince lil de platine, qui rougirait et fondrait, ou les rapprocher assez pour exciter une étincelle, ou bien encore les plonger dans un liquide à décomposer. Or il est évident que cela ne serait pas praticable avec I aimant ordinaire, alors même que sa puissance serait due il des courants électriques intérieurs.

Comment, en effet, pourrait-on ouvrir les courants particulaires pour introduire dans leurs circuits soit des résistances propres il donner des effets de lumière, soit des liquides à décomposer? L objection est donc plus apparente que fondée, et elle est sans

DE L'ÉLECTRICITÉ ET DD MAGNÉTISME, valeur contre les nombreuses et puissantes analogies qui établissent la théorie électrique des aimants.

Ampère ajoutait que, si les moyens connus étaient insuflisants pour obtenir des aimants de nouveaux effets, il restait cependant à chercher d’autres voies. Ne serait-il pas possible, par exemple, d’exciter des courants électriques par l’inlluence des deux sortes d'aimants, et de résoudre ainsi le problème proposé? El il se préoccupait d’organiser des expériences sur cette importante question d’influence électrique.

l)’un autre côté, rappelons ici que, lorsque Ampère et Arago eurent aimanté le fer et l’acier par l’action de l’hélice électrique. Ampère expliqua le fait en admettant que des courants particulaires existaient préalablement dans le fer et l’acier, que l’hélice dirigeait tous ces courants particulaires et qu'elle produisait ainsi l’aimantation.

Cependant sa conviction n’était pas entière, et il pensait à une autre hypothèse. Peut-être les courants ne préexistaient pas dans les particules de l’acier, et l’action de l’hélice consistait à les exciter. Ces courants, une fois développés par la force électromotrice de la particule que l’hélice mettait en jeu, se maintenaient par l’effet de la force coercitive de l’acier, qui conservait à la force électromotrice son efficacité. Cette opinion paraissait moins probable que la précédente; néanmoins Ampère ne la rejetait pas décidément, et il cherchait s’il ne serait pas possible d’exciter un courant dans un conducteur voisin par l’influence d’un autre courant.

Afin de traiter ce problème et de répondre aux objections qui avaient été faites à sa théorie des aimants, Ampère conçut Une expérience qui le conduisit à une hrillante découverte. Complétée, analysée et fécondée par M. Faraday, cette découverte permit lina-

«APPORT Sl'R LES PROGRES

lemcnt tle produire avec les aimants des dots éblouissants de lumière électrique, des commotions foudroyantes et des décompositions chimiques avec transport des éléments séparés.

L’expérience d’Ampère reflète les théories du grand physicien.

Pour courant excitateur, ou, comme un dit ordinairement, pour courant inducteur, il employa celui d’une spirale plate qui communiquait avec une puissante pile voltaïque; pour circuit dans lequel le courant devait être excité ou induit, il se servit d’un anneau mince de cuivre, placé dans l’intérieur de la spirale. Il restait à savoir s’il se développerait un courant électrique dans cet anneau lorsque le courant voltaïque animerait la spirale. On peut remarquer que l’anneau représentait un élément d’hélice et que la spirale plate jouait le rôle d’un élément d’hélice multiple.

Ampère avait inventé le galvanomètre, et il l’avait souvent appliqué. Cependant ce n’est, pas à cet instrument qu’il eut recours pour reconnaître l’existence du courant excité dans l'anneau. Il préféra se servir des attractions et des répulsions que les aimants exercent sur les courants. Supposons qu’un aimant horizontal et formant le fer à cheval ait ses deux pèles à droite et à gauche d’un conducteur vertical et voisin. On sait que, dans ce cas, l’action de l’aimant se réduit à deux forces perpendiculaires aux plans verticaux qui passent par les pôles et le conducteur. La résultante de ces forces est horizontale, et elle passe par le milieu de la

DK L'ÉLECTRICITÉ ET DU MACISÉTISME.

ligne des pôles, lorsque le courant vertical est à égale distance des pieds de l'aimant; elle est d'ailleurs dirigée de manière à rap-

procher ou à éloigner le conducteur mobile, suivant le sens du courant qui le parcourt et suivant la position que l’on donne au pâle austral par rapport à la direction du courant. Par ce moyen on peut évidemment juger si un courant s’établit dans le conducteur, et constater le sens de ce courant. Au reste, il est aisé de se rendre compte du phénomène produit en supposant dans l’aimant les courants ampériens des particules. Ces courants sont à la fois ascendants et descendants sur les parties les plus voisines, suivant la position relative des pâles de l'aimant. Supposons que l'aimant soit disposé de manière que, sur ces parties voisines les courants soient ascendants; il est clair que leur action sur le conducteur vertical sera prépondé- ' - ^ . ' raille, et, s’il s’établit dans ce conducteur un courant ascendant, il y aura attraction; dans le cas contraire, répulsion.

Tel est le moyeu très-simple qu’Ampère choisit pour faire son expérience fondamentale.

La spirale plate était disposée dans un plan vertical; l’anneau de cuivre était dans le même plan, à l’intérieur de cette spirale, et il s’y trouvait délicatement suspendu au moyen d’un fil qui le soutenait et dont la direction était par conséquent celle d’un diamètre vertical de l’anneau.

Un aimant en fer à cheval avait ses deux pâles dans le plan horizontal du centre de l’anneau mobile, un peu en dehors du plan vertical de celui-ci. L’un des pôles était d’un côté et le second pôle de l’autre côté par rapport à l’une des deux moitiés de l’anneau.

Ou comprend par suite (pie, si un courant vient à s’établir dans le conducteur mobile, il se révélera par l’attraction ou la répulsion que l'anneau éprouvera, et sa direction sera donnée d’après celle du mouvement même de ce dernier.

L'expérience ainsi conçue fut exécutée, et, dans ses essais de i8at, Ampère n'obtint aucun résultat. Cette tentative -infructueuse ne le découragea pourtant pas, probablement parce qu’il supposait que l'insuccès était dû plutôt à la faiblesse des aimants et de la pile qu'il avait mis en jeu, qu'à la chose elle-même. En 182a, il put, avec le concours de M. Delarive, disposer de moyens plus efficaces, et la réussite alors fut complète. Dès que le courant excitateur entrait dans la spirale plate, l'anneau mobile se trouvait repoussé ou attiré, suivant la direction du courant excitateur et la position relative des pôles. L’action des aimants avait à peine le temps de mettre en mouvement l’anneau, car les courants excités ne duraient qu’un instant. C’est cette difficulté qui avait rendu négatifs les premiers essais, et qui nécessitait une grande puissance dans les aimants jointe à une extrême mobilité de l'anneau.

Voilà donc une nouvelle et grande découverte d’Anipère; elle consiste en ce que, lorsqu’on établit un courant électrique dans un circuit fermé, il s’excite par influence, dans les conducteurs voisins, des courants électriques qui 11e durent qu’un instant. Cette importante expérience n’était cependant pas complète: aussi laissa-t-elle la place à une autre brillante découverte, que M. Faraday fit dix ans après, et sur laquelle nous allons bientôt revenir.

Si, dans l’importante expérience d’ Ampère, il a fallu que l’anneau mobile fût très-léger pour rendre sensible l'attraction ou la répulsion

d‘un fort aimant sur un courant instantané, on ne doit pas mi conclure que ces forces ne soient pas capables de produire de grands efïoLs mécaniques, malgré l’instantanéité du courant excité et de l'action qui en est la conséquence. En modifiant un peu l’expérience, il est facile d’obtenir des attractions ou des répulsions capables de soulever des poids assez considérables. C’est ce que M. Quet constata plus tard, en i853. Il se servait, à cet effet, du grand électro-aimant de Ruhmkorff, entre les pôles duquel il plaçait un disque de cuivre, plein et épais. Ce disque, qui était suspendu par un fil, avait son centre au-dessus de la ligne des pôles, à 1 ou 2 centimètres de distance. L’électro-aimant pouvait évidemment remplacer avec avantage la spirale plate d'Ampère, pour obtenir un courant excitateur très-énergique, puisque, lorsqu'il s’anime, il forme un assemblage puissant de courants électriques qui circulent dans le même sens, soit dans les spires de l’hélice, soit autour des particules de l'aimant. D’un autre côté, le même électro-aimant jouait le rôle de l’aimant de l’expérience d’Ampère pour exercer des attractions ou des répulsions sur les courants excités par influence dans le disque de cuivre. Lorsque l’électroaimant s'anima, le disque fut violemment repoussé de bas en haut, et un poids de plus d’un kilogramme fut ainsi soulevé de quelques centimètres. Si le centre du disque était placé au-dessous même de la ligne des pôles, on voyait, au moment où le courant excitateur cessait, le disque de cuivre se soulever vivement malgré son poids. Si le fil de suspension passait un peu à droite ou à gauche de la ligne des pôles, le disque de cuivre était tantôt vivement chassé du côté de son centre, tantôt au contraire énergiquement ramené vers l’aimant, suivant que le courant excitateur était introduit dans l’électro-aimant ou cessait de circuler. Au reste le disque projeté revenait peu à peu à sa position primitive, et bientôt le fil reprenait exactement sa position verticale.

Cette expérience a pour objet de montrer la possibilité, non de produire par induction des effets mécaniques, puisque Ampère

Électricité cl Magnétisme. 7

RAPPORT SUR LES PROCRÈS l’avait prouvée, mais d’obtenir de grands effets; ce qui permet d’attribuer à l’induction de la foudre certains phénomènes mécaniques quelle cause.

Voyons maintenant ce qui pouvait manquer à la belle expérience d'Ampère et comment M. Faraday put faire une grande découverte dans cette partie de la science. Lorsqu’on discuta l’expérience fondamentale, on ne s’entendit pas sur le siège même qu'occupait le courant excité par influence. Les uns supposaient que ce courant instantané circulait dans l’anneau mobile, de la même manière que circulerait un courant voltaïque, si l’anneau était ouvert en l'un de ses poiuls et que ses deux extrémités fussent mises pendant un seul instant en communication avec les pôles d’une pile de Volta. C’était une conception nette, simple et directe. Cependant d’autres physiciens pensaient qu’il se produisait des courants instantanés autour des particules de l’anneau; en d’autres termes, il s’établissait, suivant eux, une aimantation passagère du cuivre.

Sans discuter ici les deux opinions, il nous suffira de remarquer l'état d’incertitude des esprits. 11 y avait donc là un point important à éclaircir.

Le moyen qu’on pouvait employer était de se servir du galvanomètre pour constater l’existence du courant et le sens de son parcours. Si l’on avait ouvert l'anneau et qu’on eût fait communiquer ses deux extrémités avec les deux bouts du fil d’un galvanomètre approprié à ce genre de recherches, ou aurait pu résoudre la difficulté. Dans le cas où le courant excité par influeuce parcourrait le contour entier de l’anneau, il passerait dans le galvanomètre et ferait dévier l’aiguille aimantée ; dans le cas où ce courant serait particulaire, l'aiguille du galvanomètre ne dévierait pas. Le galvanomètre, ainsi employé, aurait rendu inutiles l’aimant dont Ampère se servait ainsi que la suspension de l'anneau mobile.

L'idée de mettre l'anneau en communication avec le galvanomètre ne vint pas à Ampère, et c’est M. Faraday qui, en i83a, fit cette expérience décisive et tout à fait propre à jeter la plus vive lumière sur les conditions du phénomène.

Au lieu de se servir d’un seul élément d’hélice multiple pour y faire passer le courant excitateur, M. Faraday employa l’hélice complète; l’anneau de cuivre fut remplacé par une hélice dont les deux extrémités aboutissaient à un galvanomètre. De cette manière, un courant instantané était excité dans chaque anneau ou élément de la seconde hélice, et tous les courants se rendaient au galvanomètre; en outre, chaque élément de l’hélice excitée recevait l’influence, non-seulement de l’anneau ou élément voisin de l'hélice excitatrice, mais encore celle de tous les éléments qui étaient placés des deux côtés, ce qui augmentait l’effet produit. L'expérience, ainsi heureusement disposée, eut un plein succès, et M. Faraday put constater que, lorsqu’un courant commence ou finit dans l’hélice excitatrice, il se produit par influence un courant instantané qui parcourt la seconde hélice et le galvanomètre. Les deux courants circulent dans des directions opposées; le premier est en sens contraire du courant excitateur et le second dans le même sens que lui.

Puisqu’un courant peut développer des courants électriques dans tout circuit voisin, il semble qu’il peut en exciter aussi dans son propre circuit. Ce fait important fut vérifié par M. Faraday, an moins quand le courant excitateur disparaît.

En résumé, dans la découverte de l’excitation de courants électriques par l’influence de courants qui commencent ou qui finissent, on voit deux physiciens illustres, Ampère et M. Faraday, de même que, dans la découverte des courants qui accompagnent les actions chimiques, on trouve les deux grandes figures de Galvani et de Volta. Le fait fondamental est pressenti et constaté par Ampère; il est analysé de la manière la plus nette et la plus féconde par M. Faraday. Nous allons retrouver quelque chose d’analogue

RAPPORT SLR LES PROGRÈS dans la découverte d’une autre cause d’excitation de courants, que l’on doit à Arago d’une part et à M. Faraday de l’autre.

Arago, voulant déterminer l'intensité magnétique d’une aiguille aimantée, fit osciller cette aiguille horizontalement au-dessus d’un disque de bois qui portait un cercle gradué. Il compta les oscillations qui se faisaient dans un certain intervalle de temps, et c’est par leur nombre qu’il devait juger de la force de l’aiguille. Dans la même expérience, il eut l’idée de déterminer aussi combien il fallait d’oscillations pour qu’en partant d’une amplitude primitive constante, l’aiguille atteignît une amplitude moindre et donnée. II remarqua que, malgré la diminution d’amplitude, les oscillations restaient sensiblement isochrones. Jusque-là, il n’y avait aucun fait nouveau produit.

Arago fit remplacer le cercle de bois par un limbe de cuivre gradué, et, en recommençant l’expérience, il trouva que les oscillations ne changeaient pas de durée, mais qu’il en fallait notablement moins pour que l’amplitude primitive fût réduite à la même valeur finale que dans l’expérience précédente. Le limbe de cuivre amortissait donc les oscillations sans changer sensiblement leur durée; il agissait comme l’aurait fait de l'air plus dense que l’air ordinaire et dans lequel les oscillations se seraient accomplies.

Le limbe de cuivre fut remplacé par un disque plein de cuivre., et alors les oscillations s’amortirent beaucoup plus vite. Lorsque l’aiguille était très-rapprochée du cuivre, l'effet était si énergique que l’on ne comptait plus que trois ou quatre oscillations d’une étendue sensible avant que l'aiguille revînt au repos, tandis qu’il s’en produisait trois cents ou quatre cents, lorsqu’il n’y avait d'autre résistance que celle de l’air.

Les disques sur lesquels les oscillations s'exécutaient furent variés, et chaque substance amortissait le mouvement dans une mesure qui lui était propre. Pour les substances dont l’action était

UK L’ÉLECTRICITÉ ET DU MAGNÉTISME, très-faible, on était obligé de rapprocher beaucoup l'aiguille des disques, afin de constater l'effet produit. Les métaux qui sont bons conducteurs de l'électricité agissent tous plus ou moins énergiquement sur l’aiguille, mais ces corps ne sont pas les seuls qui jouissent du pouvoir d’amortir les oscillations. L’eau produit ce genre d’effet, même l’eau gelée, môme le verre, qui est mauvais conducteur de l’électricité.

Arago pensa qu’en laissant l’aiguille dans sa position naturelle d'équilibre, et en faisant tourner sous elle le plateau amortisseur, l’aiguille serait entraînée. C’est ce que l'expérience confirma. A mesure que la vitesse du plateau augmentait, l’aiguille déviait de plus en plus du méridien magnétique; elle se mettait en croix sur le méridien lorsque la vitesse du plateau était assez grande; enfin elle était entraînée dans un mouvement de rotation continu et de môme sens que la rotation du disque, lorsque la vitesse de ce disque s’accroissait encore. L’horloge qui mettait le plateau en mouvement n’avait aucune pièce de fer et était entièrement en cuivre, de sorte que les effets produits ne pouvaient pas être attribués à des actions magnétiques ordinaires.

Arago avait donc découvert une force nouvelle. Cette force, qui agissait sur l’aiguille aimantée, avait son centre d'action dans le cuivre ou dans le corps qui servait de plateau. Elle ne se développait pas tant que l’aimant et le disque étaient en repos, mais elle naissait avec le mouvement relatif de ces corps, et elle devenait de plus en plus efficace lorsque la vitesse du mouvement s’accroissait.

Or l’aimant est une hélice électrique ou plutôt l’équivalent d’un faisceau d’hélices. Il y avait donc lieu de vérifier sur une hélice électrique ordinaire si la môme force se produirait encore. Cette idée ne pouvait pas échapper à Arago, qui, avec Ampère, la soumit h

l'épreuve. Deux hélices multiples furent attachées aux deux extrémités d’un levier de bois, de manière que leurs axes fussent verticaux lorsque le levier était suspendu horizontalement; les deçà extrémités des hélices étaient ramenées vers le centre du levier et dirigées verticalement vers les godets de suspension d’un appareil d’Ampère. Un plateau placé sous ces hélices pouvait tourner autour de l’axe vertical du levier. Dès que le disque était en mouvement, les hélices électriques déviaient dans le sens de la rotation du plateau avec une force d'autant plus grande que le mouvement du disque était plus rapide. Le même effet s’obtint avec des spirales piales dans lesquelles on faisait passer un courant voltaïque et que l’on suspendait de la même manière que les hélices précédentes. Les aimants se conduisent donc comme des faisceaux d’hélices électriques dans le phénomène découvert par Arago. Ce fait est une confirmation aussi importante que nouvelle de la théorie d’Ampère sur les aimants, car il s’agit ici d’une action qui était inconnue à l’époque où cette théorie fut créée, et en vue de laquelle la théorie n’avait pas été imaginée; on ne connaissait même pas la vraie cause du phénomène lorsque les expériences dont nous venons de parler furent faites.

Les oscillations de l’aiguille aimantée étant amorties par l’influence du cuivre et dos autres corps, de la même manière quelles le seraient par un air plus dense que l’air ordinaire, il s’ensuit que l’aimant est soumis à des forces qui, décomposées suivant la tangente à l’arc décrit, sont dirigées en sens contraire de la vitesse. Ces composantes naissent en même temps que le mouvement, croissent avec lui, et peuvent être supposées proportionnelles à la vitesse, quand cette dernière est très-petite.

Rien n’empêche de considérer l’aimant comme un assemblage de courants électriques; la théorie d’Ampère autorise une telle supposition, et les précédentes expériences d’Ampère et d’Arago la justi-

fient. Or un courant électrique n’est attiré ou repoussé que par un autre courant électrique, si du moins on s’en tient aux causes connues. L’expérience d’Arago paraît donc signifier que le déplacement d’un courant électrique excite par influence, dans les conducteurs voisins, des courants électriques passagers qui naissent avec la vitesse du courant déplacé et croissent avec elle. Mais il reste à décider si ces courants parcourent dans la masse conductrice des circuits de grandeur finie ou Lieu s'ils sont particulaires, c’est-à-dire s’il s’établit dans les divers points du disque une aimantation passagère. La question qui s’était présentée pour interpréter l’expérience fondamentale d’Ampère sur l’excitation produite par un courant qui commence ou qui finit se renouvelle ici, mais avec un degré d’obscurité de plus. Les physiciens qui admettaient que le courant électrique développé dans l’anneau mobile d’Ampère n’était pas particulaire avaient une idée nette du circuit parcouru par le courant, puisque ce circuit était l’anneau même. Mais, dans l’expérience d’Arago, ceux qui auraient rejeté l’hypothèse d’une aimantation passagère n'avaient rien pour les guider sur la forme des circuits finis que parcouraient les courants excités. Nous devons ajouter que, malgré une curieuse expérience d’Arago, dont nous parlerons bientôt, on ne s’arrêta pas à l’hypothèse de courants excités dans des circuits de grandeur quelconque, et que généralement les physiciens supposèrent des courants particulaires, ou une aimantation passagère, ce qui revient au même.

Plusieurs théories furent proposées à ce sujet; dans l’une d’elles on admettait que chaque pôle de l’aiguille aimantée développait par influence des pôles contraires dans les parties du cuivre sur lesquelles il passait, ou, comme on le disait, semait sur son passage des pôles de noms contraires, qui, persistant un moment après le passage, attiraient le pôle mobile et amortissaient ainsi les oscillations. Il s’excitait donc dans le cuivre des courants électriques particulaires de même sens que les courants de l'aimant. Mais celte doc-

RAPPORT SLR LES PROGRÈS trine fut réfutée par Arago lui-même. Ce physicien montra en effet que le disque de cuivre tendait à soulever l'aiguille aimantée; qu’il se produisait ainsi une force répulsive, et que ce fait était en désaccord avec une hypothèse dans laquelle les forces mises en jeu étaient attractives.

Tout en admettant une aimantation passagère des particules de cuivre, Poisson considéra le phénomène à un autre point de vue, et parvint à représenter la direction que l’expérience avait fait connaître à Arago pour la résultante des forces.

Ainsi la question de courants instantanés produits dans des circuits de grandeur finie était laissée de côté; et cependant c’était elle qui contenait la véritable solution du problème. Une expérience remarquable d’Arago montrait suffisamment que la force dont il s’agit ici ne pouvait pas être considérée comme ayant son centre d’action enfermé dans chaque particule. Lorsque le disque de cuivre est entaillé dans le sens de ses rayons, il perd, par le fait même de sa discontinuité, une grande partie de sou action sur l'aiguille; un assez petit nombre de traits suffisent pour cela. Il y a plus : si l’on remplace la plaque de cuivre par dé la poussière ou de minces copeaux de ce métal, l’effet est presque nul, ce qui tient à la discontinuité plus grande des diverses parties. Il semble résulter de là qu'une aimantation passagère des particules ne peut pas être la cause du phénomène général, puisque l'aimantation devrait subsister encore, malgré la discontinuité du disque; les traits de scie qu'il porte ne pourraient avoir d'autre effet que de supprimer un petit nombre de particules agissantes.

Le problème ne devait donc pas être résolu par l'hypothèse de courants électriques particulaires. Mais comment devait-il l’être?

La solution fut donnée parM. Faraday, en i83a. II l'établit pleine et entière en se servant du galvanomètre, c’est-à-dire en suivant

DE L'ÉLECTRICITÉ ET DU MAGNÉTISME, la môme méthode qui lui avait fait résoudre les difficultés relatives à l’excitation de courants électriques par l’influence de courants qui commencent ou qui finissent.

Cette nouvelle et heureuse application du galvanomètre nous montre combien Ampère devinait juste lorsqu’il prônait cet instrument comme devant rendre à la science des courants électriques les mômes services que l’électroscope avait rendus à la science de l’électricité statique. Galvani avait découvert une nouvelle source d’électricité, mais ses expériences n’avaient pas nettement établi la nature des fluides développés, au point qu’on avait môme pu les supposer différents des fluides électriques. C’est en faisant usage de l’éiectroscope condensateur que Volta répandit la ptus vive lumière sur la question; et c’est à l’aide du galvanomètre que M. Faraday a pu définir avec netteté les circuits que parcourent les courants excités par influence dans les expériences fondamentales d’ Ampère et d’Arago.

M. Faraday eut l’idée de lier au galvanomètre le circuit sur lequel s’exercait l’influence du courant que l’on déplaçait, et il vit l’aiguille dévier et montrer clairement par sa déviation que le courant excité par influence circulait dans une étendue linie. puisqu’on pouvait le faire passer dans le galvanomètre. Cette expérience est capitale, car elle fait disparaître l’hypothèse de courants particulaires excités par influence, et lui substitue la réalité des choses.

Afin d’augmenter les effets produits, M. Faraday se servit de deux hélices d’Ampère, dont l’une aboutissait nu galvanomètre et l’autre à la pile de Volta. En introduisant la deuxième hélice dans la première, il obtint une déviation sensible de l’aiguille, et il constata, par le sens de celte déviation, que le courant excité par influence était de sens inverse au courant excitateur; d’ailleurs ce courant ne durait qu’un instant. A chaque degré du mouvement par lequel l’hélice excitatrice était introduite dans l’hélice influencée, il se formait un nouveau courant instantané. L’intro-

duction brusque et complète de la première hélice donnait un courant beaucoup plus puissant, et qui était la somme des courants partiels provenant de chaque déplacement de l’hélice.

Lorsque l’hélice excitatrice était retirée soit par un bout, soit par l’autre, un courant instantané se produisait encore, mais il circulait dans le même sens que le courant excitateur. Chaque progrès de ce mouvement donnait un nouveau courant ; par le retrait brusque de l’hélice, on obtenait un courant très-intense, qui était la somme des courants dus à chaque changement de position.

Des effets analogues se manifestaient encore lorsqu’on produisait un changement dans la position relative des deux hélices, sans déplacer les centres de gravité.

Nous pouvons reproduire la découverte de M. Faraday en nous servant d’un aimant au lieu d'une hélice animée par un courant électrique. La théorie d’Ampère sur les aimants nous permet cette substitution et nous fait prévoir quels en seront les résultats. D'ailleurs les expériences d’Ampère et d’Arago relatives à l’action que le disque de cuivre tournant exerce sur un aimant ou une hélice nous montrent que cette équivalence est vraie dans les phénomènes dont il s’agit.

Introduisons un aimant dans une hélice qui communique avec un galvanomètre. Cet aimant n'est autre chose qu’un faisceau d’hélices et forme l'équivalent d’une hélice unique où le courant électrique circulerait dans le même sens que les courants particulaires de l’aimant. L’introduction de l’aimant devra donc exciter un courant instantané de sens contraire h celui des courants ampériens de ses particules; le retrait de l’aimant devra produire un courant instantané de sens direct. C’est ce que l’expérience confirme, et c'est ce que M. Faraday constata.

De cette manière se trouvent expliquées les forces qui, dans

l’expérience fondamentale d’Arago, agissent sur l’aiguille aimantée, lorsque cette aiguille se meut sur le disque ou que le disque tourne au-dessous d’elle. M. Faraday s'assura de l’exactitude du fait en recueillant dans le galvanomètre les courants excités sur le plateau de cuivre.

D’après la théorie d’Ampère, le fer doux renferme des courants particulaires dirigés dans tous les sens et dont l’effet est nul au dehors. Pour diriger ces courants dans des circuits à peu près parallèles, il faut les déplacer de leur position naturelle. Par lè on excitera dans les conducteurs voisins des courants instantanés et inverses; des courants directs se produiront lorsque les circuits des courants particulaires se déplaceront de nouveau pour reprendre leur direction naturelle. En d’autres termes, il suit de la théorie d’Ampère sur le fer doux et de l’expérience fondamentale de M. Faraday que l’aimantation du fer doux doit exciter dans les conducteurs voisins des courants instantanés inverses des courants ampériens du fer aimanté, et que la désaimantation doit produire des courants directs.

On peut obtenir ces effets de diverses manières. Admettons que l’on place près l’un de l’autre un aimant et un électro-aimant dont l’hélice aboutit à un galvanomètre, et qu’on les dispose de manière qu’ils aient le même axe de figure et les pieds en face, l’aimant et l’électro-aiinant étant supposés former le fer à cheval.

Si l’on approche l’aimant de f électro-aimant ou si on l’en éloigne, on augmentera l’aimantation du fer doux ou on la diminuera : on excitera donc ainsi dans l’hélice de l’électro-ai niant un courant inverse dans le premier cas, et un courant direct dans le second; c’est ce que le galvanomètre indiquera.

Au lieu de déplacer le centre de gravité de l’aimant, on peut faire tourner ce corps autour de son axe de figure. Dans l’acte de rotation, les pieds de l'aimant s'éloigneront d’abord des pieds

correspondants du fer doux, ce qui diminuera l'aimantation du fer pendant le premier quart de révolution; dans le deuxième quart, les pieds de l’aimant s'approcheront de nouveau de ceux du fer doux, et aimanteront le fer en sens contraire de sa première aimantation, et ainsi de suite. Dans l’un des cas, le galvanomètre doit indiquer la production d'un courant direct par rapport aux courants ampériens du fer doux; et dans l'autre cas, un courant inverse par rapport aux nouveaux courants ampériens. Comme ces derniers courants se sont renversés, on aura dans le galvanomètre un courant de même sens pour les deux premiers quarts de révolution de l'aimant. Dans la demi-révolution suivante on aura successivement deux courants de même sens entre eux, mais de sens contraires aux précédents. Si la rotation se continue, on aura une suite de courants de même sens pour les demi-révolutions d’ordre impair, et une suite de courants contraires pour les autres demi-révolutions.

L'expérience est d’accord avec les prévisions. C’est sur elle que se trouve fondée la machine de Pixii, qui est la première machine d'influence que l’on ait construite.

Au lieu de faire tourner l’aimant, on peut le laisser fixe et imprimer un mouvement de rotation à l’électro-aimant. Le résultat doit être évidemment le même, et c'est ce qui a lieu. Ce principe est celui des machines de Clarke, de Saxton et de Nollel. C’est encore le même principe qui sert dans la construction des machines de M. Wilde, où une série d’aimants fixes excite dans l’hélice d’un électro-aimant mobile des courants instantanés alternativement de sens contraire, que l’on dirige tous dans le même sens pour animer un électro-aimant fixe, et pour produire des courants électriques d’une très-grande puissance, en faisant agir cet électro-aimant fixe sur un deuxième électro-aimant mobile.

D’après ce que nous venons de voir, toute action propre à aimanter ou à désaimanter le fer doux aura pour effet de produire par influence des courants instantanés dans les conducteurs voisins. On peut donc se servir de l’action terrestre pour atteindre le but. Si un électro-aimant cylindrique est placé dans la direction de l’aiguille d’inclinaison et qu'on le renverse par une demi-révolution autour de son axe, la désaimantation que subira le fer doux et l’aimantation inverse qui surviendra après exciteront dans l’hélice deux courants instantanés de même sens, dont l’existence pourra être constatée avec le galvanomètre. Il n’est pas nécessaire de produire une demirévolution pour avoir un courant. Tout changement de direction par rapport à l'inclinaison magnétique sera accompagné d’un courant instantané plus au moins intense. M. Faraday a, tout naturellement, vérifié cette conséquence remarquable du fait fondamental qu’il avait découvert.

Sur ce principe on a construit la machine de Paimieri et Linari, à l’aide de laquelle des étincelles et des commotions sont produites par l’action que la terre exerce sur le fer doux.

C’est ordinairement par un changement de direction donné au fer doux qu’on obtient des courants électriques dans ces diverses expériences. On peut en produire encore sans aucun changement de direction, à l’aide de quelques artifices particuliers. Ainsi M. Quet a fait voir que, si l’on abaisse verticalement un long électro-aimant cylindrique, et qu’on l’arrête brusquement, comme pour donner une secousse, on obtient un courant d’influence qui se produit au moment de l’arrêt et qui ne dure qu’un instant. Dans cette expérience la direction de la tige de fer ne change pas par rapport à l’inclinaison magnétique. Si l’on renouvelle la secousse donnée au fer de l’électro-aimant, on obtenit une série de courants qui vont en s'affaiblissant d’intensité. Si on laisse le fer en place et qu’on lui applique des coups de marteau, on a encore dns courants

RAPPORT SUR LES PROGRÈS ‘ successifs qui s'affaiblissent rapidement. Le grand électro-aimant de RuhinkorfT est très-propre à mettre en évidence ce fait, que tout changement intérieur survenu au fer détermine des courants d'influence. M. Quet fait aboutir le fil de l’hélice à un galvanomètre, et il obtient des courants instantanés, en frappant le fer, en serrant un écrou de l'appareil, à plus forte raison en déplaçant l’électro-aimant.

On peut encore aimanter et désaimanter facilement le fer par le courant électrique, et ce procédé nous donnera une nouvelle manière d’exciter des courants par influence. L’électro-ai niant d’Ampère et d’Arago est parfaitement approprié à ce genre d'effet, puisqu'il suffit de faire communiquer l’hélice aux pôles d’une pile voltaïque et de placer dans le circuit un interrupteur qui l’ouvre ou le ferme.

Lorsque le courant passe dans l’hélice, le fer doux s’aimante, et, lorsque le courant est intercepté, le fer se désaimante. Plaçons donc l’électro-aimant dans une hélice fermée qui ne communique pas avec lui : nous aurons un courant inverse produit par influence au moment de l'aimanta lion, et un courant direct lorsque le fer se désaimante, en rapportant la direction de ces courants d’influenc** à celle des courants ampériens qui circulent autour des particules du fer aimanté. Si les deux bouts de l’hélice extérieure communiquent au galvanomètre, on constatera facilement le sens et l’instantanéité des deux courants.

Cet appareil a cela de remarquable, que l’hélice de l’électroaimant agit dans le même sens que le fer doux pour produire des courants d’influence. Lorsque le courant de la pile commence à circuler dans l’hélice de l’électro-aimant, il dirige dans le même sens que lui les courants particulaires du fer doux. Donc ce courant qui commence produit pour son compte dans l’hélice extérieure un courant inverse qui s’ajoute au courant excité par l’influence

lit

DE L'ÉLECTRICITÉ ET DU MAGNÉTISME, de l'aimantation du fer. La même chose a lieu lorsque le courant voltaïque cesse de circuler.

C’est sur ce principe que se trouve fondée la puissante machine de Ruhmkorff.

Si le fer doux ne se trouvait pas dans l'électro-aimant et que l'hélice dont les bouts communiquent avec la pile fût seule au dedans de l'hélice extérieure , on aurait un appareil tout à fait analogue k celui que M. Faraday a employé pour reconnaître le siège des courants d’influence dans l’expérience fondamentale d’Ampère. On peut, à l’aide d’un interrupteur, fermer et ouvrir le circuit de la pile, et obtenir ainsi dans l’hélice extérieure une suite de courants alternativement de sens contraires. C’est ce qu'ont réalisé MM. Masson et Bréguet dans une machine qu’ils ont imaginé de construire en 18Ô0.

En résumé, Ampère avait démontré que l’aimant électrique et l’aimant ordinaire jouissent des mêmes propriétés magnétiques, et il en avait conclu que l'aimant ordinaire n’est autre chose qu'un aimant électrique. On objectait à sa théorie que, si la force inhérente à l'aimant ordinaire avait, par ses effets magnétiques, certains rapports avec l'électricité , elle paraissait néanmoins en différer complètement par les effets physiologiques, calorifiques, lumineux et chimiques, que produisait l’électricité et qu’on ne pouvait pas tirer de l’aimant.

Mais Ampère fait voir la faiblesse de l'argument; il accepte cependant l'objection pour se livrer à de nouvelles recherches, imagine une expérience capitale, l’exécute avec succès et constate des phénomènes d’influence produits par les courants électriques qui commencent. D'un autre côté, Arago découvre un effet d’influence

dû au déplacement relatif des courants électriques ou des aimants par rapport aux conducteurs voisins. Enfin M. Faraday soumet à une analyse brillante l’expérience fondamentale d’Ampère et celle d’Arago, et féconde leurs découvertes. C'est alors que l’on a pu construire diverses machines d’influence, à l’aide desquelles on obtient aujourd'hui avec les aimants soit des commotions, soit de la chaleur et de la lumière, soit encore des effets chimiques. Dans ces diverses recherches, la théorie d’Ampôre a été un guide trèssûr, et tout s’est accorde avec elle.

On voit maintenant d'une manière plus générale quelle action puissante Ampère a exeixée sur la marche, les progrès et les applications de la science électrique, d'abord par la création de l’électro-dynamique, puis par sa découverte des propriétés des courants en forme d'hélice et sa révélation de la nature électrique du magnétisme, enfin par son expérience fondamentale sur l’excitation de courants électriques sous l’influence d’autres courants 1 .

Avant d'entrer dans quelques détails sur les machines d'influence électro-dynamique que nous avons indiquées, il convient de développer plusieurs points des expériences précédentes.

Lorsqu'un courant voltaïque s’établit dans un circuit que l’on ferme, son intensité ne peut passer sans transition du néant à la valeur finale qu'il acquiert, et il doit atteindre par degrés successifs cette dernière valeur. 11 y a donc un état variable qui précède l’état permanent du courant. Il en est évidemment de même lorsqu'un courant est brusquement interrompu ; c'est par degrés que son intensité s'annule. Quelque petite que soit la durée de l’uu ou de l'autre

les lois générales qu’on avait découvertes sur le rendement des piles voltaïques et des sources thermo-électriques, lois que nous aurons à développer plus loin.

1 Voir les recherches que M. Abria fit, il y a plus de a 4 ans, sur les courants d’induction, dans le but de vérifier si l’on peut appliquer n l’induction électrique

de ces états variables, elle ne peut pas être infiniment petite; l’expérience du reste a confirmé ces prévisions fort simples, et nous en avons donné les résultats à l’occasion du télégraphe Caselli. On a vu d’ailleurs que la durée de l'état variable croit avec la longueur du circuit parcouru par le courant.

C’est pendant la durée de l’étal variable pour le commencement ou la fin d’un courant que se produisent les courants excités par influence. Lorsque l’état permanent est atteint, toute production de courant par influence cesse, et elle ne peut se renouveler que si l’on fait croître ou diminuer l’intensité du courant excitateur.

Lorsque les courants sont excités par l’influence d’un courant voltaïque qui commence ou qui finit, ils atteignent assez brusquement toute leur intensité. Mais il n’en est pas toujours' ainsi lorsqu’on les développe, soit par l’aimantation et la désaimantation du fer doux, soit par le déplacement relatif d’une hélice électro-dynamique ou d’un aimant.

L’expérience du disque tournant d’Arago montre clairement que l’effet sur l’aimant est d’autant plus sensible que le mouvement est plus rapide, ce qui prouve que les courants développés sur le cuivre acquièrent une intensité croissante avec la vitesse du plateau.

C’est aussi ce que M. Faraday a constaté en introduisant l’hélice excitatrice dans l’hélice soumise à son influence, par un mouvement tantôt brusque, tantôt lent. Il en est de même dans la machine de Pixii et les machines analogues. On conçoit donc que, pour obtenir de grands effets, on fasse tourner les aimants ou les électro-aimants avec une extrême rapidité. Dans les machines de la compagnie l'Alliance on porte cette vitesse à trois ou quatre cents tours par minute, et dans celles de M. Wilde à quinze cents, à dix-sept cents tours, et au delà.

Dans la machine de Ruhmkorff, la source d’influence est double. Celle de l’hélice électrique produit son effet aussi brusquement que possible, puisqu’elle résulte de la cessation ou de l’intro-

Ékdriciti! et MagnitlMfne. S

lia «APPORT SLR LES PROGRÈS

duction du courant voltaïque dans l'hélice de l'électro-aiinant. L'action du fer doux est aussi très-brusque; néanmoins elle n'a pas, sous ce rapport, le même avantage que celle de l’hélice; aussi convient-il de donner au fer de l'électro-aiinant les qualités propres à favoriser la rapidité de l'aimantation et de la désaimantation.

M. Quel a cherché jusqu’à quel point l’aimantation du fer d’un électro-aimant tombe brusquement à son minimum, lorsqu’on ouvre le circuit de la pile. Il s’est servi du grand électro-aimant de Ruhmkorff, dont l’hélice aboutissait d’une manière permanente avec les deux piliers du commutateur de l’appareil. Les deux ressorts de ce commutateur étaient mis en communication avec un galvanomètre suffisamment éloigné, dès qu’on avait supprimé le courant de la pile qui arrivait d’abord par ces ressorts à l'hélice. 11 était aisé de constater que l’aimantation du fer doux ne disparaissait pas brusquement aussitôt que le courant de la pile était arrêté. En effet, en faisant tourner le commutateur pour mettre l’hélice en rapport avec le galvanomètre, on déversait un courant dans le fil du galvanomètre, et l’on constatait sa présence par la déviation de l’aiguille aimantée. La communication de l’hélice et du galvanomètre ne durait qu’un instant, c’est-à-dire le temps nécessaire pour tourner le commutateur alternativement dans un sens et en sens contraire. En répétant l’expérience à des intervalles de temps équidistants, on obtenait, chaque fois, un courant dans le galvanomètre; mais les courants ainsi produits allaient en décroissant d’intensité. On recueillait de l’électricité même au bout de vingt secondes, ce qui est un temps fort long pour ce genre de phénomène. La désaimantation, au lieu d'être brusque, durait par conséquent plus de vingt secondes; avec des fers plus doux, on aurait eu d’autres résultats. Il y a donc lieu de diminuer autant que possible la cause d’affaiblissement constatée, surtout dans certaines machines.

li nous reste à indiquer quelques détails sur les machines d’influence électro-dynamique.

Dès que M. Faraday eut publié ses recherches, Pixii construisit une machine propre à montrer en grand les effets d’influence électrique qu’on pouvait produire avec les aimants. Nous avons déjà donné le principe de cette machine; il suffira d’ajouter qu’à l'aide d’un commutateur analogue à celui d’Ampère, les courants alternativement contraires fournissaient des courants de même sens dans le circuit extérieur auquel l’hélice de l’électro-aimant aboutissait.

Si l’on fermait le circuit de l’hélice en prenant à la main deux cylindres de cuivre attachés aux bouts libres, ou en plongeant les mains dans l’eau de deux vases séparés où le fil aboutissait, on éprouvait de fortes secousses. Voilà donc tirées de l’aimant ces commotions qu’on ne savait autrefois produire qu’avec l’électricité : que devenait alors l’objection regardée comme capitale contre la théorie d’Ampère?

En fermant l’hélice de l’électro-aimanl par un fil de platine, on faisait rougir ce fil; on obtenait même des étincelles électriques dans l'air. Le feu électrique pouvait donc aussi être puisé dans le sein même de d’aimant.

Si les deux bouts de l’hélice étaient mis en communication avec les fils d'un voltamètre, l’eau était, décomposée; l’oxygène et l’hydrogène étaient non-seulement séparés, mais encore transportés, le premier au pôle positif et le second au pôle négatif. Les effets chimiques n’échappaient donc pas à ce mode d’action.

Quelle objection pouvait-il rester encore contre la théorie d'Ampère? Évidemment aucune.

Les effets des machines du genre de celle de Pixii ou de celle de Clarke peuvent être agrandis par l’accouplement de plusieurs

machines analogues, de la même manière qu’on agrandit les effets

de la pile voltaïque en augmentant le nombre des couples.

L’hélice de l'électro-aimant dans ces appareils peut être comparée, sous certains rapports, à un élément voltaïque; elle devient une source de courant, sous l'influence des aimants, lorsqu'il y a un déplacement relatif. Le courant voltaïque, il est vrai, est continu, tandis que celui de l’hélice se compose d’une série de courants instantanés qui se succèdent avec plus ou moins de rapidité et qui sont alternativement de sens contraire. En redressant les courants instantanés dans le circuit extérieur, on a une suite de courants de même sens qui peuvent souvent simuler un courant continu. D’un autre côté, on peut remarquer que les deux fils polaires d’une pile voltaïque ne donnent d'étincelle qu’au moment du contact, à moins que la pile ne soit très-puissante; dans les mêmes conditions elles ne produisent que des commotions peu énergiques. La machine qui fournit des courants d’influence donne au contraire de l’électricité de tension, puisqu'elle produit de vives étincelles et de fortes commotions. Il y a donc entre les deux genres d’appareils des ressemblances et des difl’érences. Néanmoins l’étude que l'on a faite depuis longtemps de la pile de Volta peut servir de guide pour augmenter la puissance des machines d'influence.

Lorsqu’on dispose en série, un nombre considérable d’éléments voltaïques, on obtient des courants capables de vaincre de grandes résistances; nous en avons vu un exemple éclatant dans les expériences de Davy sur l’arc voltaïque. Le courant de chaque élément de la pile est conduit successivement à travers les autres éléments et le reste du circuit; la forte résistance qu’il rencontre dans son passage à travers la pile l’affaiblit, mais les courants de tous les éléments s’ajoutent, ce qui tend à compenser l'affaiblissement. 11 arrive alors que le courant total, ayant dans la pile même une grande résistance à vaincre, est moins afl'aibli lorsqu’on lui en oppose une nouvelle dans le circuit extérieur, parce que cette dernière est une fraction moindre de la résistance totale.

Il y a donc lieu d'examiner quels seraient les effets d’un nombre quelconque de machines d’influence électro-dynamique, lorsque ces machines seraient disposées en série, à la manière d’une pile de Volta.

Lions chaque hélice avec celle qui précède et avec celle qui suit, de manière que tous les courants instantanés, qui sont produits simultanément, parcourent dans le même sens le circuit général. Chaque courant s’affaiblira en traversant les hélices successives, mais la somme des courants tendra à compenser l'affaiblissement, et l’on aura un courant capalde de vaincre de plus grandes résistances que si l’on mettait en jeu une seule machine. Voyons maintenant comment ces principes sont réalisés dans les machines de la compagnie t Alliance.

La machine d’influence électro-dynamique que construit la compagnie f Alliance se compose d’une série de machines simples disposées de manière que leurs mouvements soient concordants.

Dans les grands appareils, les électro-aimants sont cylindriques, horizontaux et fixés, à égale distance les uns des autres, sur le contour d’une roue verticale, ou de plusieurs roues montées sur un môme axe. Si l’on emploie seize électro-aimants sur une roue, on aura d’un côté de la roue seize hases de fer espacées d'un seizième de circonférence, et autant de l’autre côté.

Pour aimanter ces trente-deux bases de fer doux, on emploie trente-deux pôles d'aimant, dont seize d’un côté de la roue et seize de l’autre. Les seize premiers pôles sont ceux de huit aimants en fer à cheval, fixés sur des supports, à égale distance les uns des autres; ces pôles se trouvent ainsi distribués sur une circonférence de môme rayon que celle des électro-aimants et parallèle à cette dernière. La même disposition se reproduit pour les seize autres pôles de l’autre côté de la roue mobile. On établit tous les aimants de manière que les pôles qui se suivent sur une môme circonférence

118 HAPPOHT SL K LES l’KOGKÈS

soient alternativement de sens contraire, et qu'il en soit ainsi poulies pôles placés en face des deux côtés de la roue des électroaimants. Tout cela s'obtient très-aisément au moyen de châssis portant huit barres parallèles à l’axe de rotation et espacées d’un huitième de circonférence. C’est sur les barres de ces châssis que les aimants sont fixés.

Considérons maintenant la roue mobile. Lorsque les fers doux sont en face des- pôles des aimants, ils se trouvent aimantés, et les fers successifs ont des aimantations contraires. Faisons tourner la roue d'un seizième de circonférence; chaque fer se désaimantera dans la première moitié de cette excursion, et s'aimantera en sens contraire dans la seconde moitié; il produira ainsi deux courants instantanés de môme sens dans son hélice, lin second seizième de révolution donnera un deuxième courant total inverse du premier; un troisième seizième de révolution fournira un courant inverse du précédent, et ainsi de suite; dans un tour complet chaque hélice fournira seize courants alternativement de sens contraire. En liant convenablement les hélices les unes aux autres, on aura des courants qui circuleront suivant le même sens dans les diverses hélices, mais qui auront des directions inverses à chaque seizième de révolution. Ces courants seront conduits dans un circuit extérieur, où l’on pourra les diriger dans le même sens à l aide d’un commutateur, ou leur laisser les directions alternatives qu’ils ont naturellement. Lorsqu’on veut produire des effets de lumière électrique, on n’emploie pas le commutateur, parce que cet appareil diminue la force du courant, soit à cause des étincelles qu’il donne, soit à cause de l’altération que subissent les contacts par l’oxydation due aux étincelles.

On peut augmenter la puissance de la machine à uue roue en plaçant sur le même arbre de rotation plusieurs autres roues analogues, ayant chacune son système d’électro-aimants circulant entre des aimants fixes. Si l’on emploie quatre roues de seize électroaimants chacune, ce qui exige soixante-quatre aimants, on réunit

ordinairement les aimants qui correspondent à deux roues voisines. Alors les aimants extrêmes sont composés chacun de deux feuilles d’acier, et les intermédiaires, de quatre feuilles; du reste, les fils des roues communiquent entre eux. On construit aussi des machines à six roues de seize électro-aimants; dans ce cas il y a huit rangées de barreaux, afin de fournir seize pôles à chaque côté de roue; chaque rangée a sept barreaux dont les extrêmes ont deux feuilles et les intermédiaires quatre , ce qui constitue des barreaux doubles.

On peut au besoin accoupler deux grandes machines de quatre roues ou de six roues, suivant l'usage qu’on veut faire de l'électricité.

Les machines de la compagnie f Alliance sont employées, soit A fournir des courants électriques pour les dépôts de métaux, soit à produire de la lumière. Dans ce dernier cas, les conducteurs extérieurs communiquent aux crayons de charbon d’un régulateur de lumière électrique, tel que celui de M. Serrin ou celui de M. Foucault. Les charbons traversés par le courant s’illuminent, et il se produit An arc voltaïque dont l’éclat est maintenu constant par le jeu même du régulateur. Pour obtenir une puissante lumière, on fait tourner les roues des électro-aimants avec une vitesse de trois ou quatre cents tours par minute, ce qui exige une machine à vapeur de la force de trois chevaux.

Nous examinerons les effets lumineux que ces machines produisent, lorsque nous parlerons de la lumière électrique.

Nous avons déjà dit que la machine de Ruhmkoriï se compose d’une hélice multiple, dans l’intérieur de laquelle on place un électroaimant à hélice également multiple. Si l’on arme cet électro-aimant de son levier magnétique, on pourra se servir des oscillations du levier pour ouvrir et fermer alternativement le circuit de la pile qui doit animer l’électro- aimant. Le même effet s’obtient avec l’interrupteur de M. Foucault. D’après ces dispositions, l’hélice de

120 RAPPORT SliK LES PROGRÈS

l'éiectro -aimant reçoit une série de courants discontinus qui aimantent le noyau de fer doux pendant chaque passage. Lorsque le courant de la pile commence son parcours dans l'hélice, le fer s'aimante, et, par ces deux causes concordantes, il se produit dans l'hélice extérieure un courant inverse. De même, lorsque le courant de la pile cesse de parcourir l’hélice, le fer doux se désaimante, et, par ces deux influences qui s’accordent, il s’excite un courant direct dans l’hélice extérieure. Cette dernière hélice devient ainsi le siège d'une série de courants instantanés, alternativement de sens contraire.

On peut facilement constater sur cet appareil les propriétés générales et caractéristiques des courants excités par influence. Ainsi , lorsque les deux extrémités de l’hélice extérieure sont suffisamment rapprochées et que l'interrupteur est en activité, on voit se produire une série d’étincelles qui se renouvellent avec une extrême rapidité. L'électricité dont se charge le fil par influence acquiert donc une tension très-forte, puisqu’elle peut franchir, à travers l'air, une distance plus ou moins grande, et cependant le courant de la pile qui est l'origine de celte puissance serait par lui-même incapable de traverser une couche d’air un peu sensible.

L’étincelle n’est pas produite indifféremment par les courants inverses et directs qui se succèdent; les courants directs ont seuls assez de tension pour traverser l’air. On s’en assure en soulevant et abaissant l’interrupteur avec la main, car on obtient une étincelle chaque fois que le courant de la pile est interrompu, et. l’on n’en a pas lorsqu’on ferme le circuit. Les courants inverses n’ont donc, pas une tension aussi forte que les courants directs. Cependant il ne faudrait pas conclure de là qu’ils ne puissent donner de la lumière, quelles que soient les circonstances. Nous verrons en effet que, dans des conditions spéciales, on obtient une émission de lumière par l’un et par l’autre de ces courants.

La longueur des étincelles qu'on tire de cet appareil peut être considérablement augmentée par divers artifices. Ainsi le con-

DE L'ÉLECTHICITÉ ET DU MAGNÉTISME, densateur que M. Fizeau imagina d’adjoindre à la machine et de placer sur le circuit de la pile voltaïque permit d'avoir des étincelles d’environ 7 millimètres de long avec les anciens appareils, qui étaient loin de celte puissance. Par l’accouplemeut de deux machines, M. Quel put obtenir des étincelles beaucoup plus longues. A l’aide d’un meilleur isolement, M. Jean parvint à en produire de 3 o centimètres. Avec les nouveaux perfectionnements apportés à sa machine, M. HuhmkorlT peut tirer aujourd’hui des étincelles de 5 o centimètres qui percent des blocs de verre de

10 centimètres d’épaisseur. Pour atteindre cette énorme puissance,

11 a fallu : une plus grande perfection dans l'isolement des fils; des longueurs de fd plus considérables et qui vont jusqu’à 100,000 mètres pour le fil de ~ de millimètre de l’hélice extérieure ; la séparation des hélices en plusieurs parties successives , d'après le système de M. Poggendorlf; enfin l’emploi de l’excellent interrupteur imaginé par M. Foucault.

La machine de Ruhmkorflf peut servir à charger une bouteille de Leyde ou une batterie électrique de la même manière qu’une machine de Nairne, puisque les extrémités de l’hélice extérieure reçoivent constamment des électricités contraires par l’elTet de l’influence électro-dynamique. Il est vrai que chaque extrémité reçoit tour à tour les deux fluides électriques, mais il est facile d’éliminer celui qui est donné par les courants inverses, puisqu’il ne peut pas ordinairement produire de décharge à travers l’air. Pour charger une batterie électrique dont les armatures de même nom sont réunies entre elles, on n’a qu’à relier les armatures intérieures avec l’un des bouts de l’hélice induite, et à tirer des étincelles sur les armatures extérieures ou sur une pièce qui leur est liée. L’excitateur de Lannes est très-propre à cela. L’une de ses tiges communique avec les armatures extérieures de la batterie, et l’autre avec la seconde extrémité de l’hélice; les deux électricités produites par influence, au moment de l’ouverture du circuit de la pile, se rendent dans les armatures, et l’une d'elles traverse l’air qui sépare les tiges

de l'excitateur. Les électricités qui se produisent au moment de la fermeture du circuit voltaïque, ne pouvant pas traverser la lame d'air, se recomposent dans l'hélice. En adaptant un électromètre de Henley à la batterie, on pourra suivre le progrès de la condensation des deux électricités sur les deux armatures. A mesure que la tension électrique de la batterie augmente, les deux fluides condensés tendent à se rejoindre par le fil de l’hélice , qui servirait alors comme un excitateur universel; mais, pour que la décharge pût s'opérer, il faudrait que la distance des deux tiges de Icxcitateur ne fût pas trop grande, car on sait que l’étincelle des batteries ne s’obtient qu’à une petite distance. On a donc soin d’écarter suffisamment ces tiges, ce qui est toujours possible, puisque les étiucelles de la machine peuvent être très-longues.

M. Jamin a réuni diverses batteries à la grande batterie de Charles, et il est parvenu à charger en trente secondes cent-vingt bouteilles de Lcydc avec quatre machines de Bulinikorlf, accouplées entre elles et animées chacune par huit éléments de Bunsen. L’électricité condensée était si considérable qu’elle fondait et volatilisait sans peine des fils de fer, de cuivre et d’argent, de plus d'un mètre de long. On peut aussi se servir de la même machine pour charger une batterie par cascade et obtenir de cette manière de très-beaux effets. Mentionnons ici que le puissant appareil construit par M. Hubmkorff a valu à son auteur le prix de 5o,ooo francs accordé par S. M. Napoléon III.

La machine de MM. Masson et Bréguet ne contient que deux hélices multiples, placées l’une dans l'autre. L’hélice extérieure communique avec les pôles d’un élément voltaïque à l’aide d'un interrupteur; l’autre hélice, dans laquelle est excitée par influence une série de courants instantanés et alternativement de sens contraire, est reliée à un circuit extérieur.

Si f on prend à la main les extrémités de cette seconde hélice.

on éprouvera des commotions à chaque interruption du courant voltaïque. Avec des hélices dont les Gis ont 600 ou 700 mètres et dont les circonvolutions sont bien isolées , 011 obtient de vives secousses, qu’on peut renouveler rapidement en prenant un interrupteur circulaire. Si l’on place sur l’axe de l’interrupteur un commutateur circulaire qu’on introduit dans le circuit des courants excités par inlluence, 011 peut redresser les courants inverses et leur donner ainsi la même direction qu’aux courants directs dans le circuit extérieur. Le commutateur peut être disposé de manière à supprimer à volonté les courants directs ou les courants inverses.

En faisant passer les courants instantanés dans le vide de l’œuf électrique, on obtient de belles lumières polaires.

Dans la machine que MM. Masson et Bréguet ont construile en 1 8/10, l’hélice extérieure communiquait avec la pile voltaïque; on peut faire servir au même usage l'hélice intérieure, et cette combinaison est plus avantageuse.