ALLUMEUR-EXTINCTEUR

on attache à la spirale de platine un fil de fulmicoton qui va s'enrouler autour des mèches de toutes les bougies jusqu'à la dernière. L'expérience étant ainsi préparée, il suffit de presser

Fig. 28. — Allumage des bougies par une spirale incandescente.

sur le bouton pour produire Tallumage; la spirale devient incandescente et met le feu au fulmi-coton, qui brûle comme une traînée de poudre et allume de proche en proche toutes les bougies presque instantanément.

Un autre système, déjà ancien, consiste dans l'emploi de l'étincelle d'induction. En 18o2, du Moncel et Liais proposèrent l'emploi de la bobine de RuhmkorfT, et leur système fut appliqué à l'allumage de la mire de l'Observatoire de Paris, qui est située, comme on le sait, à une certaine distance de l'Observatoire lui-même. Abandonnée à cette époque, cette méthode fut reprise en 1873 par GaifTe et appliquée par lui à l'allumage instantané des becs de gaz de la salle des séances de l'Assemblée nationale à Versailles, et de celle du Sénat en 1880.

La salle de Versailles contenait 356 becs de gaz, qui portaient chacun un inflammateur, formé de deux tiges de fer entre lesquelles éclatait l'étincelle. Ces inilammateurs étaient divisés en 18 groupes, reliés séparément à une bobine d'induction pouvant donner des étin-

celles de 15 centimètres. Les becs de chaque groupe s'allumaient simultanément. Un commutateur distributeur envoyait successivement le courant induit dans les 18 circuits, et Fallumage total ne durait pas plus de 14 secondes.

Ce système, peu répandu en France, a reçu de nombreuses applications en Amérique, où des villes entières en font usage. 11 est du reste très simple, et tout amateur peut Finstaller facilement.

ALLUMEUR - EXTINCTEUR. — Appareil servant à allumer et à éteindre une ou plusieurs lampes électriques par une manœuvre très simple et généralement identique dans les deux cas.

Allumeur ' extincteur Browett, — L'organe essentiel de cet appareil (fig. 29) est une tige qui peut tourner autour d'un axe horizontal, et porte à sa partie supérieure un prolongement triangulaire. Lorsqu'on lire l'anneau, une lame verticale, CiJiée au bout d'un ressort, vient exercer une pression sur cette pièce et, suivant le côté du triangle qu'elle rencontre, elle agit d'un côté ou de l'autre de l'axe et fait basculer la tige à gauche ou à droite. Dans le premier cas, les extrémités de cette tige viennent s'engager sous deux pièces métalliques reliées aux fils et fermentle circuit : la lampe s'allume. Dans le second cas, la tige prend la position que représente notre dessin, et le circuit est ouvert : il en résulte que la lampe s'éteint. Le ressort le plus long sert à maintenir le levier dans la position qu'on lui a fait prendre.

Bouton allumeur-extincteur. — Le bouton allumeur-extincteur de Salomon permet d'obtenir le même effet avec une égale facilité. 11 a extérieurement la forme d'un bouton de sonnerie. Dans l'intérieur se trouve une roue à rochet ayant huit dents et munie de quatre goupilles perpendiculaires à son plan. Le bouton luimême porte une goupille qui vient toucher une des dents et faire avancer la roue d'un huitième de tour chaque fois qu'on appuie sur lui. A côté de la roue se trouve une lame de laiton formant ressort et que les goupilles de celle-ci viennent toucher pour fermer le circuit. Si le courant ne passe pas, une pression sur le bouton fait avancer la roue d'un huitième de tour

âO

AIMANT

la distribution du magnétisme dans Tintérieur d'un aimant, de même que la distribution de Télectricité dans l'intérieur d'un corps isolant. Il est facile de voir en effet que les masses magnétiques contenues dans un 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 ftxesj 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, Tautre l'extrémité sud, et séparées par une ligne neutre.

L'étude des actions exercées par un aimant sur les points exténeurs 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 do la terre seule, puis sous l'action combinée de la terre et du barreau, à deux distances différentes (Voy. MÉTHODE DES OSCILLATIONS). Si W,

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

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

Ns^ — ns

Le rapport rr^ est celui des composantes nor-

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 & 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 laimant. 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)

^"Tl^

iT f=\ X

lin.

Fig. 20. ~- Contact d'épreuve i>our la distribution du magnétisme.

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

AIMANT

à on Gl 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 l'on tourne le treuil KL jusqu'à ce qu'il se détache. On fait ensuite avancer le barreau M et l'on 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 Favons dit, que les composantes

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

Fig. 21. -~ Courbe des coroposanles normales.

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

l étant la longueur du barreau, A et (i. deux constantes; les abscisses x sont comptées à partir d'une des extrémités. La figure représente seulement la moitié de Taimant; 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. a. — Ligne» de distribution d'après Coulomb.

(fig. 22, 6). Dans l'espace intermédiaire, il n'y a qu'une quantité de magnétisme 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, l'ac tion d'un champ uniforme sur chaque masse étant proportionnelle & 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 ordonnées. Le point d'application de la résultante de ces forces s'obtiendrait en pro-

jetant sur le barreau le centre de gravité de la courbe ou de l'aire 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 snr la constitution des aimants. — On a d'abord expliqué le magnétisme par l'existence de deux fiuides coexistant en quantité égale et illimitée dans les barreaux d'acier; par suite Taimantation 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 Taimant brisé conduit & con-

AIMANT

sidérer les aimants comme formés par une série de petits aimants moléculaires. On peut admettre qu'à Tétat 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. W'eber 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 solénoîdal.

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 celte section, et la surface nécessaire pour leur épanouissement à chaque bout ne peut être inférieure aune 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 otfre 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 ^eurs 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 Faction 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.

11 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. Il n'est donc pas utile d'augmenter beaucoup l'épaisseur des aimants.

Faisceaux magnétiques. — Lorsqu'on aimante un barreau d'aoier, 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 Jamiu (Ducrelel).

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 Taimant ((Ig. 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 même substance recouvre Tairaant et le protège contre la rouille. Cette disposition est peu employée maintenant.

Action démagnétisante. Aimantation à saturation. — Dans un faisceau magnétique, il est évident que chaque lame est soumise à Tinlluence 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 fixe, qu'on ne peut augmenter par aucun procédé. On dit qu'il est aimanté à saturation.

Inllnence de la trempe et du recuit. — La trempe et le recuit influent beaucoup sur la limite d'aimantation. La force coercilive est d'autant plus fîrande que l'acier a été porté à une température plus élevée et refroidi plus brusquement. L'acier trempé très rai de 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. Clémandot; l'acier est chauffé au rouge cerise et soumis à une pression de 20 à 30 kilogrammes par millimètre 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 (le 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. Us 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.Gharcot apu ainsi faire disparaître la contracture de la main et du poignet gauche (fig. 24). »

Fig. 24. — Aimant de M. Cliarcol.

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

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