AIGUILLE AIMANTÉE. — AIMANT

faire varier la distance explosive ou le débit de la machine.

Dans les gaz autres que l'air ou Fazote, les aigrettes présentent des aspects et des couleurs variables, mais l'aigrette positive est généralement moins développée, et la différence entre les deux espèces d'électricité disparaît quelquefois à peu près complètement.

AIGUILLE AIMANTÉE. — On désigne sous ce nom une petite lame d'acier, ayant la forme d'un losange très allongé (fîg. 17), à laquelle

miam

Fig. 17. — Aiguille aimantée.

on a communiqué les propriétés magnétiques. On laisse ordinairement sur la moitié nord de faiguille, pour permettre de la reconnaître, la couche bleue d'oxyde qui s'est formée pendant le recuit. Le plus souvent, les aiguilles aimantées sont munies en leur milieu d'une chape d'agate qu'on pose sur la pointe d'un pivot vertical; une telle aiguille se tient en équilibre dans le méridien magnétique. D'autres aiguilles sont mobiles dans un plan vertical (Voy. Boussole D'I^xLINAISON) ; d'autres enfin sont placées dans une chape suspendue à un fil de soie sans torsion et se placent d'elles-mêmes dans la direction des forces terrestres.

AIGUILLE POUR GALVANOCAUSTIQUE . — Voy. Galvanocaustique.

AIGUILLES ASTATIQUES. — Voy. Asiatiques (Aiguilles).

AIGUILLE THERMO-ÊLECTRIQUE. ~ Élément de pile thermo-électrique destiné à servir de thermomètre et ayant la forme d'une aiguille (Voy. Thermomètre électrique).

AIMANT. — Corps qui possède naturellement ou qui a reçu artificiellement la propriété magnétique.

Aimant naturel. — On donne ce nom à un minéral assez répandu dans la nature, et qui se distingue par la propriété d'attirer le fer et quelques autres métaux. Ce composé est Voxyde salin ou magnétique de fer, Fe^O* ; c'est le meilleur minerai de fer. On le trouve notamment en Suède et en Norwège, où il forme des montagnes entières ; il s'y présente en masses compactes, noirâtres, douées de l'éclat métallique

et ayant pour densité 5,09 ; on le trouve dans la nature amorphe ou cristallisé en octaèdres.

Chaufifé au rouge, l'aimant perd sa propriété magnétique. On trouve d'ailleurs des échantillons qui n'ont pas cette propriété ; il en est de même de ceux qu'on prépare artificiellement dans les laboratoires.

Les aimants naturels ne sont pas employés dans les applications, parce que leur action magnétique, très faible, est répartie très irrégulièrement dans leur masse. La figure 64 montre un aimant naturel muni de son armature.

Aimant artificiel. — On remplace d'ordinaire les aimants naturels par des barres d'acier auxquelles on communique la propriété magnétique. (Voy. Aimantation [Procédés d']). On peut donner à ces barres différentes formes; on se sert le plus souvent, soit de parallélépipèdes allongés, soit d'une lame recourbée en forme d'U ou de fer à cheval (fig. 23). On fait usage aussi dans certains cas de petites aiguilles aimantées (Voy. ce mot) en forme de losanges très allongés.

Pôles des aimants; ligne neutre. — Si l'on plonge un barreau aimanté dans la limaille de fer, on constate, quelle que soit sa forme, que ses différents points exercent une attraction inégale ; la limaille s'attache d'ordinaire surtout aux deux extrémités (fig. 18, a) où elle forme

Fig. 18. — Action des aimants sur la limaille de fer.

de grosses grappes, t.andis qu'il y en a très peu sur les autres parties. Si l'aimant a la forme d'un fer à cheval, la limaille forme une masse compacte qui réunitles deux extrémités voisines. 11 y a donc vers les extrémités d'un aimant des points qui attirent le fer plus fortement : ce sont les pôles de l'aimant. La partie médiane, où l'attraction est nulle, est appelée ligne neutre.

Points conséquents. — Les aimants n'ont généralement que deux pôles, un à chaque bout; on peut cependant arriver à en obtenir un plus grand nombre ; les pôles intermédiaires (fig. 18, 6) prennent alors le nom de points conséquents.

Ces points sont alternativement de signes

AIMANT

contraires; les pôles extrêmes sont de signes contraires ou de même signe suivant que le nombre des points conséquents est pair ou impair.

Distinction des pôles. — Considérons un aimant n'ayant que deux pôles, ce qui est le cas le plus ordinaire. Ces deux pôles ne jouissent pas de propriétés identiques. On constate en effet, si Ton dispose Taimant sur un pivot, de manière à le rendre parfaitement mobile dans un plan horizontal, qu'il prend une direction fixe, peu différente de la ligne nord-sud, le pôle qui se tourne vers le nord étant toujours le même. Chaque aimant possède donc un pôle nord oupostW^tUn pùlesiui ou négatif. D'après l'ancienne hypothèse de l'aimant terrestre (Voy. Magnétisme terrestre), on donne encore quelquefois au pôle nord le nom de pôle austral et celui de pôle boréal au pôle sud .

En faisant agir Tun sur l'autre deux aimants dont l'un est mobile, on constate que les pôles de noms contraires s'attirent, et les pôles de même nom se repoussent.

Coulomb a donné les lois qui régissent la grandeur de ces actions (Voy. Actions magnétiques).

Bien que nous ignorions la nature du magnétisme, il est facile de définir les quantités de magnétisme ou les masses magnétiques. En effet, on dira qu'une masse est double d'une autre lorsqu'elle exercera une action deux fois plus grande sur un même pôle placé à la même distance.

Les masses magnétiques étant soumises aux mêmes lois que les masses électriques, on voit qu'on pourra toujours, dans les calculs, remplacer ces masses par des masses électriques de même valeur numérique. Le champ, le potentiel, etc., se définissent donc comme pour l'électricité. Mais il faut remarquer que l'identité existe seulement dans les calculs, le magnétisme et l'électricité étant sans doute des modifications d'un même milieu, mais des modifications absolument distinctes.

Définition exacte des pôles. — Lorsqu'un aimant se trouve dans un champ uniforme, l'action de celui-ci est représentée par une série de forces parallèles appliquées à toutes les molécules de l'aimant ; celles qui sont appliquées aux masses positives sont toutes de même sens, celles qui sont appliquées aux masses négatives sont de sens contraire. Ces deux groupes de forces donnent naissance à deux résultantes qui leur sont respectivement parallèles, et sont par suite de sens contraires. Les points d'application de ces deux forces s'appel-

lent les pôles. Tout se passe donc comme si les masses positives et négatives de l'aimant étaient concentrées à ses deux pôles, et, dans un champ uniforme, il est soumis à deux forces parallèles et de sens contraires, appliquées à ces deux pôles. On appelle axe magnétique ou ligne axiale la droite qui joint les deux pôles. On la compte positivement du pôle sud au pôle nord.

Remarquons que, si le champ n'est pas uniforme, les forces ne sont plus parallèles, et les considérations précédentes ne s'appliquent plus.

La masse magnétique d'nn aimant est toujours nulle. — Nous venons de voir que l'action d'un champ uniforme, tel que le champ terrestre, sur un aimant se réduit à deux forces parallèles et de sens contraires. On sait de plus que cette action n'a ni composante horizontale ni composante verticale (Voy. Magnétisme et Champ terrestre); ces deux forces sont donc égales et forment un couple ; par conséquent les deux masses positive et négative, qu'on peut supposer condensées aux pôles, sont égales, et, comme elles sont de signes contraires, leur somme algébrique est nulle.

Rupture d'un barreau aimanté. — Si l'on coupe un aimant en deux parties, l'on constate que chaque moitié constitue un aimant complet : les deux pôles primitifs ont gardé leur signe, et il s'est formé, près de la section, des pôles de noms contraires. Si l'on continue à couper l'aimant en un nombre quelconque de fragments, chacun d'eux constitue toujours un aimant complet; tous les pôles nord se sont formés d'un côté, tous les pôles sud du côté opposé. Cette expérience montre l'impossibilité de séparer les deux espèces de magnétisme, et d'obtenir une certaine quantité de magnétisme isolée, sans avoir en même temps une quantité de magnétisme contraire qui lui soit égale. Elle montre aussi que le magnétisme est un phénomène particulaire, et qu'un aimant doit être considéré comme formé d'une série de molécules aimantées ayant toutes leurs pôles

Fig. 19. — Ck)nstituUon élémentaire d'un aimant.

orientés dans le même sens. La fîg. 19 montre cette disposition.

Distribution du magnétisme dans un aimant. — Il est impossible de déterminer par expérience

AIMANT

la distribution du magnétisme dans Tintérieur d'un aimant, de même que la distribution de l'électricité dans Tintérieur d'un corps isolant. Il est facile de voir en effet que les masses magnétiques contenues dansun|aimant équivalent, quelle que soit leur distribution, à deux couches superficielles égales et de signes contraires, qui seraient distribuées sur la surface suivant une certaine loi. En effet, nous pouvons, d'après ce que nous avons dit plus haut, supposer pour un instant les masses magnétiques remplacées par des masses électriques de même valeur, mais fixesj comme le sont les masses magnétiques elles-mêmes, et l'aimant recouvert d'une surface conductrice infiniment mince et en communication avec le sol. On sait (Voy. Influence électrique) que cette surface se recouvrirait d'une couche électrique dont la masse serait égale et de signe contraire à la somme algébrique des masses intérieures, et qui exercerait sur tout point extérieur une action égale et contraire à celle des masses données. Donc on pourrait remplacer toutes les masses intérieures par une couche distribuée sur cette surface et dont la densité serait en chaque point égale et contraire à celle de la couche précédente. La même substitution peut se faire aussi pour les masses magnétiques, mais dans ce cas la couche ainsi imaginée devra avoir une masse totale nulle; elle sera donc formée de deux couches égales et de signes contraires, recouvrant l'une l'extrémité nord, l'autre l'extrémité sud, et séparées par une ligne neutre.

L'étude des actions exercées par un aimantsur les points extérieurs ne peut donc pas nous faire connaître la distribution intérieure; elle ne peut même fournir que des renseignements assez imparfaits sur la couche fictive que nous venons de définir, car elle fait connaître seulement la composante normale de l'action, et, la couche fictive n'étant pas en général une couche d'équilibre, cette composante n'est pas proportionnelle à la densité au point correspondant.

Expériences de Coulomb et de Jamin. — Coulomb a essayé le premier de déterminer la distribution du magnétisme par la méthode des oscillations. Une très petite aiguille aimantée, suspendue à un fil de soie sans torsion, se plaçait d'elle-même dans le méridien magnétique ; on la faisait osciller, d'abord sous l'action de la terre seule, puis sous l'action combinée de la terre et du barreau, à deux distances différentes (Voy. MÉTHODE DES OSCILLATIONS). Si M,

N et N' sont les nombres d'oscillations par se-

conde dans ces trois cas, F et F' les actions du barreau, on a

Ng — n^ N'3 - ws'

Le rapport r^ est celui des composantes norr

maies aux deux points observés. Cependant une correction est nécessaire lorsqu'on arrive à l'extrémité du barreau, à cause du défaut de symétrie qui se produit alors : Coulomb doublait le nombre obtenu dans ce cas, mode de correction insuffisamment exact.

Coulomb s'est également servi pour cette étude de la balance de torsion magnétique (Voy. ce mot); une longue aiguille aimantée étant suspendue à l'extrémité d'un fil métallique et en équilibre dans le méridien magnétique, on introduisait dans l'appareil un long barreau aimanté placé verticalement dans le méridien et qui repoussait l'aiguille; on mesurait dans chaque cas la torsion nécessaire pour ramener l'aiguille à une distance fixe et très petite de l'aimant. Ces expériences furent les seules exécutées jusqu'à ces dernières années.

Jamin s'est servi d'une autre méthode, dans laquelle il mesurait Teffort nécessaire pour arracher un très petit contact de fer doux appliqué successivement sur les différentes sections du barreau ; on peut admettre que ce contact prend par influence une aimantation proportionnelle à la composante normale cherchée ; l'effort mesuré est donc proportionnel au carré de cette composante. Le contact A (fig. 20]

Fig. 20. — Contact d'épreuve pour la distribution du magnétisme.

était suspendu à l'un des plateaux d'une balance et équifibré par un ressort à boudin DE attaché

AIMANT

à un fil F qui s'enroulait sur un treuil gradué KL. L'appareil étant au zéro, on applique le contact sur le barreau M, qu'on veut étudier, et Ton tourne le treuil KL jusqu'à ce qu'il se dé* tache. On fait ensuite avancer le barreau M et Ton recommence les mêmes opérations.

Signalons enfin la méthode de Van Rees, qui est fondée sur les propriétés des courants d'induction et donne la composante normale avec plus d'exactitude.

Courbes des composantes normales. -— En élevant en tous les points du barreau des ordonnées proportionnelles aux nombres obtenus, on obtient une courbe qui ne peut représenter, comme nous l'avons dit, que les composantes

avec le barreau NSun angle constant (fîg. 22 a). Pour les aimants longs, la distribution est représentée par deux tnangles ayant les mêmes dimensions que pour un aimant dont la longueur serait exactement égale à 50 diamètres ; leur base est donc égale & 25 fois le diamètre

Np^

Fig. 2f. ~> Courbe des composantes normales.

normales. La fig. 21 montre Taspect des courbes obtenues par Coulomb pour les aimants cylindriques. Biota montré qu'elles peuvent être représentées par la formule

l étant la longueur du barreau, A et ja deux constantes; les abscisses œ sont comptées à partir d'une des extrémités. La figure représente seulement la moitié de l'aimant; la distribution sur l'autre moitié serait figurée par une courbe égale, mais symétrique, le magnétisme étant de signe contraire.

On peut obtenir une représentation approchée du phénomène en remplaçant la courbe par une droite. Coulomb divisait les aimants en deux catégories, les aimants longs, ayant une longueur supérieure à 50 fois leur diamètre, et les aimants courts, ayant une longueur inférieure à cette limite. Pour ces derniers, le magnétisme est figuré sensiblement par une droite faisant

Fig. ii. — Lignes de distribulion d'après Coulomb.

(fig. 22, 6). Dans l'espace intermédiaire, il n'y a qu'une quantité de meignélisme négligeable.

Position des pôles. — Si les courbes précédentes représentaient exactement la distribution du magnétisme, il serait facile d'en déduire la position exacte des pôles. En effet. Tac tion d'un champ uniforme sur chaque masse étant proportionnelle à la grandeur de cette masse, les ordonnées représenteraient l'action de ce champ. Il suffirait donc de composer des forces parallèles dont les grandeurs seraient

figurées par ces ordon-

^SSSSi nées. Le point d'application de la résultante de ces forces s'obtiendrait en projetant sur le baiTeau le centre de gravité de la courbe ou de Taire triangulaire. D'après la fig. 22, les pôles seraient donc, pour les aimants courts, au sixième de la longueur à partir de l'extrémité ; dans les aimants longs, ils seraient à une distance de l'extrémité fixe et égale à environ 8 fois Je diamètre. Les courbes précédentes ne représentant que les composantes normales, on n'obtient ainsi qu'approximativement la position des pôles.

Intensité d'aimantation. — Voy. Aimantation.

Hypothèses sur la constitution des aimants. — On a d'abord expliqué le magnétisme par l'existence de deux fluides coexistant en quantité égale et illimitée dans les barreaux d'acier; par suite l'aimantation pourrait augmenter sans limites.

Ampère a été amené le premier par l'étude des solénoïdes et des actions électromagnétiques à assimiler les aimants à des courants. L'expérience de l'aimant brisé conduit à con-

AIMANT

sidérer les aimants comme formés par une série de petits aimants moléculaires. On peut admettre qu'à l'état neutre chaque molécule est entourée par un courant électrique infiniment petit et forme un aimant élémentaire; mais, dans ces conditions, tous ces petits aimants ont des directions quelconques. Sous l'action d'un champ magnétique, toutes ces particules tendent à s'orienter, et à placer leurs axes dans la direction de ce champ. L'aimantation est d'autant plus forte que le phénomène est plus complet, et elle est maximum lorsque les axes de toutes les molécules sont devenus parallèles. Il résulte en effet de toutes les expériences que l'aimantation doit avoir une limite. Weber et Maxwell ont développé cette théorie, qui indique sensiblement les résultats que nous trouverons plus loin pour les coefficients, d'aimantation.

Jamin considère les aimants comme formés par des files de molécules magnétiques égales, et suppose l'aimantation uniforme sur toute la longueur d'un même filet. Les aimants élémentaires qui constituent un même filet se touchent par leurs pôles de noms contraires; par suite les actions de ces pôles égaux se neutralisent sur toute la longueur, sauf aux extrémités. Les filets sont donc inactifs sur toute leur étendue, sauf aux deux bouts, où ils présentent des pôles de même intensité pour tous. Chaque filet forme ce qu'on appelle un aimant solénoïdal.

Dans un barreau aimanté longitudinalement, tous les filets traversent parallèlement la section moyenne ou ligne neutre, qui les entoure comme un anneau; mais, à mesure qu'ils s'éloignent de ce point, ils s'épanouissent de plus en plus, par la répulsion mutuelle des pôles voisins, qui sont tous de même signe; l'ensemble des filets va donc en s'élargissant à chaque bout comme un double éventail. Pour un même acier, le nombre des solénoïdes contenus dans un aimant est proportionnel à cette section, et la surface nécessaire pour leur épanouissement à chaque bout ne peut être inférieure à une certaine limite. Jamin donne le nom d'aimants métripolaires à ceux qui présentent exactement cette longueur limite. Si la longueur de l'aimant est plus grande, le nombre des solénoïdes, et par suite la quantité totale de magnétisme, n'augmente pas ; mais le moment magnétique devient plus grand, puisque les pôles des solénoïdes sont plus éloignés du milieu. Ce sont les aimants mégapolaires.

Si l'aimant est trop court, il olfre une surface insuffisante pour l'épanouissement des

pôles; certains solénoïdes, voisins des bords, dont les pôles opposés se trouvent alors très rapprochés, se ferment sur eux-mêmes, par l'attraction mutuelle de leurs pôles et la répulsion des pôles voisins, et n'exercent plus alors aucune action. Ce sont les aimants brachypolaires.

Influence de l'épaisseur des aimants. — Jamin a étudié la pénétration du magnétisme dans l'intérieur des aimants, en usant la surface à la meule ou par l'action d'un acide. Pour les lames minces, il a trouvé que, si la lame est mégapolaire, la quantité de magnétisme qui reste est proportionnelle à la section conservée ; si la lame est brachypolaire, cette quantité décroît moins vite que la section, car on coupe un certain nombre de filets qui s'étaient fermés et qui peuvent alors s'épanouir librement.

Il n'en est plus de même si l'aimant est épais : on constate alors que l'aimantation est principalement superficielle, et que les parties intérieures sont à peu près dépourvues de magnétisme. 11 n'est donc pas utile d'augmenter beaucoup l'épaisseur des aimants.

Faisceaux magnétiques. —Lorsqu'on aimante un barreau d'aaier, l'influence s'exerce surtout sur les couches superficielles, et la partie centrale s'aimante peu ou pas. Aussi, pour obtenir des aimants puissants, a-t-on coutume d'ai-

Fig. 23. — Aimant laminaire de Jamin (Ducretet).

manter séparément un certain nombre de lames minces et de les superposer ensuite, en mettant du même côté tous les pôles de même nom. Souvent on fixe aux extrémités des plaques de fer doux qui s'aimantent par influence et

AIMANTATION

forment les pôles de l'appareil. La figure 64 montre un de ces faisceaux magnétiques en forme de parallélépipède. Jamin a indiqué une disposition dans laquelle l'aimant (fig. 23) se compose d'une série de lames aimantées dans le même sens et repliées sur elles-mêmes; les pôles de fer doux sont séparés par une plaque de laiton ; une lame de mênie substance recouvre l'aimant et le protège contre la rouille. Cette disposition est peu employée maintenant.

Action démagnétisaiite. Aimantation à saturation. — Dans un faisceau magnétique, il est évident que chaque lame est soumise à l'influence des lames voisines et tend à s'aimanter en sens contraire; si l'on démonte un faisceau au bout de quelque temps, on voit que le moment des lames a diminué, surtout pour les lames centrales.

Il est évident qu'une action démagnétisante analogue se produit dans un barreau unique, chaque couche du barreau agissant sur les couches voisines. Aussi un barreau d'acier qu'on a fortement aimanté perd peu à peu pendant un certain temps une partie de son aimantation, et finit par conserver une aimantation ûxey qu'on ne peut augmenter par aucun procédé. On dit qu'il est aimanté à saturation.

Influence de la trempe et du recuit. — La trempe et le recuit influent beaucoup sur la limite d'aimantation. La force coercitive est d'autant plus grande que l'acier a été porté à une température plus élevée et refroidi plus brusquement. L'acier trempé très raide s'aimante peu, mais retient fortement l'aimantation.

Au lieu de tremper l'acier par les procédés ordinaires, on peut aussi avoir recours à la compression , suivant le procédé de M. Glémandot ; l'acier est chauffé au rouge cerise et soumis à une pression de 20à30kilogrammesparmillimètre carré.

Les aciers d'Allevard sont ceux qui conviennent le mieux à la fabrication des aimants ; ils possèdent une force coercitive considérable, qu'on attribue à la présence d'une petite quantité de tungstène.

On a fait aussi des aimants en nickel et en cobalt, qui ont présenté une force coercitive égale à celle de l'acier.

Usages des aimants. — Les aimants présentent un grand nombre d'applications. Ils entrent dans la construction des boussoles, des téléphones, des machines magnéto-électriques ; ils peuvent servir à constater la présence du fer dans les minerais, et à séparer les parcelles de fer des autres métaux. Enfin, l'on essaye depuis quelques années d'employer les aimants en thérapeutique.

L'action des aimants n'a guère été essayée jusqu'ici que sur les hystériques. Ils paraissent agir en provoquant des courants d'induction dans les nerfs et les centres nerveux, lorsqu'on leur fait subir des déplacements. Quand on les laisse fixes, il est probable qu'ils amènent une orientation des courants nerveux, encore peu étudiée et dans tous les cas fort obscure Aucune étude physiologique sérieuse de cette action n'a encore été faite jusqu'ici. L'application d'un aimant parait apte à faire disparaître une douleur névralgique ou une paralysie locale en la faisant passer avec moins d'intensité dans la partie symétrique du corps. On peut ainsi la faire disparaître peu àpeu.M.Charcot apu ainsi faire disparaître la contracture de la main et du poignet gauche (fig. 24). *

Fig. i4. — Aimant de M. Charroi.

M. Ochorowiez a employé l'action de l'aimant pour reconnaître les personnes hypnotisables (Voy. Hypnoscopb).

AIMANTATION. — Action d'aimanter.

Aimantation par influence. ~ Un morceau de fer ou d'acier, placé dans un champ magnétique, se transforme en un véritable aimant et prend un pôle sud du côté d'où viennent les lignes de force, un pôle nord du côté opposé. Cette aimantation par influence se produit instantanément si le fer est complètement doux, plus lentement pour le fer écroui ou

AIMANTATION

impur, la fonte et surtout Tacier trempé. Mais elle persiste dans ce cas, tandis que celle du fer doux cesse avec Tintluence qui lui a donné naissance.

On nomme force coercitive la propriété qui permet à Tacier de garder Taimantation et Tempêche de revenir à l'état neutre.

On appelle magnétisme temporaire celui qui existe seulement pendant la durée de Tinfluence, et magnétisme rémanent ou résiduel celui qui persiste après que Tinfluence a cessé.

L'influence magnétique est absolument analogue à l'influence électrique. Un morceau de fer doux aimanté par influence peut à son tour en aimanter un autre; celui-ci peut agir de même sur un troisième, et ainsi de suite; on peut le vérifier à Taide de cylindres de fer doux ou plus simplement de clous un peu longs.

L'aimantation par influence joue un rôle important dans les attractions magnétiques; les parcelles de limaille qui se suspendent à l'extrémité d'un aimant sont aimantées par influence et tournent toutes vers le pôle de l'aimant leurs pôles de nom contraire. Il en est de même dans l'expérience des spectres magnétiques. C'est aussi grdce âj'aimantation par influence qu'on obtient les aimants artificiels.

Goefficieiit d'aimaatation. — Lorsqu'un barreau s'aimante par influence, l'intensité d'aimantation A qu'il acquiert dépend évidemment de la force magnétisante F ou de l'intensité du champ'qui agit sur lui, et aussi de la nature du barreau. Le rapport de l'intensité d'aimantation à la force magnétisante est ce qu'on appelle le coefficient d'aimantation ou la susceptibilité magnétique de la substance employée.

On dit que ce coefficient est positif ou négatif, suivant qu'il s'agit d'un corps magnétique ou diamagnétique.

Pour déterminer le coefficient d'aimantation, il faut donc mesurer A et F. Mais la mesure de A est très compliquée, l'intensité d'aimantation étant généralement variable d'un point à un autre. On cherche d'ordinaire à donner au corps une aimantation uniforme, afin de pouvoir obtenir A en divisant le moment magnétique du corps par son volume. Or l'expérience montre qu'il ne suffit pas pour cela de placer le barreau étudié dans un champ uniforme, car chaque point se trouve alors soumis non seulement à l'action uniforme du champ, mais aussi à l'influence des masses magnétiques dévelop-

pées par cette action en tous les autres points du barreau. Il faut donc en outre adopter une disposition qui puisse annuler ou tout au moins rendre constante cette influence.

Le calcul montre que cette condition est satisfaite pour une sphère, ou pour un ellip solde dont un des axes est parallèle à la direction du champ, ou pour un anneau placé de telle sorte que cette direction soit toujoui^ tangente à un cercle concentrique. Enfin, pour un cylindre dont la longueur est au moins 300 ou 400 fois plus grande que le diamètre, et dont l'axe est parallèle à la direction du champ, l'action se réduit, pour la plus grande partie de la longueur, à celle du champ, et l'aimantation est uniforme pour toute cette partie, mais non aux extrémités. Il suffit de diviser cette intensité par l'intensité du champ pour avoir k.

Pour les corps diaroagnétiques ou faiblement magnétiques, le coefficient d'aimantation est constant quelle que soit la force magnétisante ; l'intensité d'aimantation est donc proportionnelle à cette force. Mais il n'en est plus de même pour les corps fortement magnétiques, le fer, le nickel ou le cobalt. Pour ces substances, l'intensité d'aimantation est d'abord proportionnelle à la force magnétisante, puis elle augmente moins vite et finit par devenir constante. Le coefficient est donc d'abord constant, puis diminue jusqu'à zéro.

A la température ordinaire, le maximum d'aimantation est d'environ 1,800 à 2,500 unités G. G. S, pour le fer doux, de 500 pour le nickel, de 800 pour le cobalt.

Le coefficient d'aimantation varie avec la température. Pour le fer, il varie très peu de 0® à 680° ; il diminue alors brusquement et devient nul vers '770°.

Pour le nickel, ce coefficient augmente un peu jusqu'à 200°, puis décroît ensuite et devient nul vers 340°. Pour le cobalt, il augmente jusqu'à 325°.

Intensité d'aimantation. — On nomme intensité moyenne d'aimantation le quotient du moment magnétique d'un barreau par son volume. L'intensité d'aimantation en un point est le quotient du moment magnétique d'un petit élément de volume prisautourde ce point parle volume de cet élément, ou, en d'autres termes, le moment magnétique de l'unité de volume autour de ce point.

Si cette intensité est la môme en grandeur et en direction en tous les points du barreau, on dit que l'aimantation est uniforme ; l'intensité

AIMANTATION

moyenne est alors égale à rintensité en chaque point, et s'obtient en divisant le moment magnétique par le volume total.

Dans les aimants d'acier ordinaires, Tintensité moyenne d'aimantation est comprise entre 200 et 400 unités C. G. S. ; dans les aimants longs et minces; elle peut s'élever jusqu'à 800. L'intensité d'aimantation du fer doux peut atteindre le double de cette valeur ; c'est ce qui donne aux électro-aimants une grande force.

Procédés d'aimantation. — Pour aimanter un barreau d'acier d'une manière un peu intense, il ne suffit pas de le placer dans un champ magnétique où il soit soumis à Fintluence d'un barreau déjà aimanté ; il faut lui communiquer des ébranlements qui puissent vaincre la force coercitive. On se sert quelque-

fois encore des procédés anciens par friction, mais on a recours le plus souvent à l'action des courants.

J° Méthode de la simple touche, — Ce procédé très simple s'applique surtout à l'aimantation des petites aiguilles. Le barreau à aimanter est placé en ab sur une table oh, il est maintenu par une petite cale de bois (Ûg. 25). puis on le frotte toujours dans le môme sens, par exemple de a en 6, avec le même pôle d'un aimant. Si l'on a employé le pôle nord, il se forme un pôle nord au point a, qu'on a touché le premier. En changeant la direction du mouvement ou le pôle en contact avec le barreau, on renverserait l'aimantation obtenue.

2* Méthode de la touche séparée, — Cette méthode donne de meilleurs résultats. On place au

^^-^^;^^^^^^fc^-^.fe=j.^=^?^

Fig. 25. — Aimantation par simple touche.

Fig. i6. — Aimantation par touches séparées.

milieu du barreau à aimanter les pôles opposés de deux forts aimants (fig. 26) et on les fait «lisser en sens inverse jusqu'aux extrémités; on les enlève, on les replace au milieu et on recommence un certain nombre de fois. Il se forme un pôle sud à l'extrémité qui a été frottée par le pôle nord, et réciproquement.

3"^ Méthode de la double touche. — Pour les sn'os barreaux, il vaut mieux séparer les deux aimants par une cale de bois et les faire glisser ensemble, d'abord jusqu'à l'une des extrémités, puis jusqu'à l'autre, et continuer à frotter un V «rtain nombre de fois; on s'arrête au milieu, après avoir frotté un même nombre de fois chacune des moitiés. Dans ces deux procédés, on augmente l'effet obtenu en plaçant chacune des extrémités du barreau sur un pôle de nom contraire à celui qui doit s'y former.

4° Aimantation par Vaction de la t&re, — Le champ magnétique terrestre produit sur l'acier (les phénomènes d'influence ; aussi la plupart des objets en acier présentent-ils une légère aimantation, surtout lorsqu'ils ont été soumis à des chocs répétés. Un barreau d'acier, qu'on place parallèlement à l'aiguille d'inclinaison et dont on frappe l'extrémité, prend un pôle nord à son extrémité inférieure et un pôle sud à

l'extrémité supérieure. Un faisceau de fils de fer doux, placé dans cette direction et tordu sur lui-même, s'aimante aussi; mais le champ magnétique terrestre, étant peu intense, ne produit jamais qu'une faible aimantation.

o" Aimantation par les courants. — La présence d'un courant produit un champ magnétique qui ne diffère en rien de celui d'un aimant. Un barreau de fer ou d'acier placé dans ce champ doit donc s'y aimanter par influence. Arago a vu en effet, en 1820, qu'un fil de cuivre traversé par un courant attire la limaille de fer, et qu'une aiguille d'acier, placée perpendiculairement à ce fil, s'aimante de manière que son pôle nord soit à gauche du courant, la â:auche et la droite du courant étant définies d'après la règle d'Ampère.

On augmente considérablement l'intensité des effets obtenus en se servant d'un multiplicateur ou mieux d'un fil enroulé en spirale autour d'un tube de verre. La règle d'Ampère s'applique toujours. Ainsi le barreau NS (fig. 21) prendra un pôle nord vers la gauche, le sens du courant étant celui des flèches.

Ce procédé donne rapidement le maximum d'aimantation. Il se prête aussi très facilement à la production des points conséquents. Il suffit