CHAPITRE III

De l'action des Courans sur les Courans.

4ig. Découverte de l'attraction et de la répulsion des courans parallèles. — Après la découverte deM. OErsted, M. Ampère fut conduit par des vues théoriques particulières à essayer l’action des courans sur les courans , et il parvint bientôt à une série de phénomènes qui offrent un grand intérêt par leurs variétés , et un intérêt plus grand encore par les liaisons qu’ils établissent entre les fluides électri ques et magnétiques.

L’appareil qui nous servira à exposer les recherches de M. Ampère est représenté dans la figure 181. ll', tablette en bois.

vv', deux colonnes verticales en cuivre, recourbées perpendiculairement et venant se joindre par un petit cylindre d’ivoire , qui est assez mauvais conducteur pour que le courant ne passe jamais directement d’une colonne à l’autre.

mm' y deux coupes moyennes , c’est-à-dire se trouvant dans la verticale du milieu de l’appareil. d d' , deux coupes situées à droite, g g', deux coupes pareilles situées à gauche, m' V, petit cylindre en métal portant la coupe m' et se divisant eni', en deux branches qui vont donner naissance , l’une à la coupe supérieure de droite d, l’autre à la coupe inférieure de gauche g'.

m i , cylindre creux portant la coupe m ; il semble enve-

DE l’ÉLECTRO- MAGNÉTISME. - CIIAP. III. ogj

loppcr la lige m't',- mais il en est séparé, au moyen d’un tube de verre , et il se divise pareillement en deux branches : l’une qui va donner naissance à la coupe inférieure de droite d'. et l’autre à la coupe supérieure de gauche

l, languette ou lame de cuivre flexible communiquanU la colonne v, et pouvant plonger à volonté dans le mercure de la coupe ni' ,

V languette pareille communiquant à la colonne v' et pouvant plonger à volonté dans le mercure de la coupe m.

Ainsi , le fluide qui se meut sur la colonne v' vient aboutir aux coupes g et d', et celui qui se meut sur la colonne v vient aboutir aux coupes d et g'.

b' bascule au moyen de laquelle on fait entrer le courant alternativement par la lame en cuivre mou par la colonne v.

B bascule pareille, au moyen de laquelle on fait arriver le courant dans la bande b ou dans la bande h'.

O et o', deux ouvertures , ou petites cavités pleines de mercure, dans lesquelles viennent aboutir les bandes <5 eti'. Elles sont destinées à recevoir diverses pièces que le courant doit traverser; s’il entre dans ces pièces par o il en sort par o', et vice versd. Dans l’un et l’autre cas, il peut passer de là en m' ou en m, suivant que la bascule plon-e dans un sens ou dans l’autre. °

Après cette rapide description on pourra comprendre facilement les expériences par lesquelles nous allons démontrer, 1» que les courans parallèles qui vont dans le même sens s attirent, et 2» que les courans parallèles qui vont en sens contraire se repoussent.

i“. Dans les coupes get^' on suspend en équilibre le rectangle de \îx figure i48 , sur lequel la terre ne peut exercer aucune action ; et dans les ouvertures 00' on pose le rectangle de la /gme 176. Les dimensions de ces rectangles sont tellement combinées que les côtés latéraux du prenner ne puissent pas, dans leur révolution, passer au delà de la verticale des coupes mm -, et que le côté latéral du

aga LIVRE CINQUIÈME.

second, le seul qui doive agir , se trouve à peu près dans cette verticale.

Les choses étant ainsi disposées, on fait passer le courant en le faisant , par exemple , monter par la colonne v ; il arrive successivement en l , en m , dans la coupe g-', passe dans le rectangle suspendu où il se trouve ascendant , suivant les deux côtés latéraux extrêmes , et descendant par les deux côtés du milieu ( ce mouvement est contraire au mouvement qui est désigné par les flèches de la figure 1 48) , et revient ainsi dans la coupe g; de là il passe en m et en ï pour aller descendre par la colonne v' et arriver par m' à la bascule b; cette bascule penche en auant, le courant entre par la bande b passe dans la cavité o , prend le côté vertical du rectangle fixe ( Fig. 176 ) , monte , traverse , descend et revient par le côté horizontal inférieur z qui plonge dans la cavité o' ; de là il passe en Z>' , en m , et à la bascule b', dans laquelle il achève son circuit. Alors la branche verticale z du rectangle fixe , et les branches latérales du rectangle mobile , traversées par des courans parallèles et ascendans , exercent l’une sur l’autre une attraction plus ou moins forte; quelle que soit la position que l’on donne d’abord au rectangle mobile , on le voit tourner sur lui-même pour amener l’une ou l’autre de ses branches aussi près qu’il est possible de la branche z. Ainsi deux courans parallèles qui vont dans le même sens s'attirent ; on peutmême, pour mieux encore s’assurer de cette vérité, rendre les courans descendans dans les branches qui agissent l’une sur l’autre, au lieu de les rendre ascendans comme nous venons de le dire. Pour cela il suffit de retourner la bascule b' en laissant la bascule b dans sa position. Alors le courant entre par m , et la bascule b étant en avant, comme tout à l’heure, il arrive par la bande b' dans la cavité o' , entre par le côté horizontal s*, fait le tour du rectangle, revient en o, etpassedanslabande b'‘-, de là il continue son chemin par m , monte par la colonne v', arrive en ^'^puis dans la coupe m ,

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pour passer en et par conséquent pour faire le tour du rectangle mobile en descendant parles branches latérales et revenir ensuite en g' , en i' m', en Z , en v et à la bascule b'. Ces deux courans parallèles descendans exercent l’un sur l’autre la même attraction que les deux courans parallèles ascendans.

Maintenant , pour faire passer les courans en sens contraire , c’est-à-dire pour rendre l’un d’eux ascendant et l’autre descendant , il suffit encore de tourner convenablement les bascules sans rien déranger à l’appareil. Veut-on , |)flr exemple , que le courant soit descendant dans le rectangle mobile ? et ascendant suivant la branche z du rectangle fixe , on laissera la bascule b' pour que le courant cuire par m, et l’on tournera seulement la bascule b pour la faire celle fois plonger en «/viè/’e. Alors, de m le courant passe à la branche , en o, et monte suivant la branche z pour traverser, redescendre et revenir en o' , en b' , passer en m' et continuer sa route comme tout à l’heure. Veut-on , au contraire , que le courant soit descendant suivant la branche z et ascendant suivant les côtés latéraux du rectangle mobile? il suffira de changer la bascule b', puisque le courant devra , de cette manière , monter par la colonne v , arriver dans la coupe g' , revenir en g , et de là en m , en Z' , en v', en M',et par conséquent entrer par la bande b' dans le rectangle fixe pour traverser le côté horizontal et venir descendre par la branche z. On démontre de cette manière que deux courans parallèles et marchant en sens contraire se repoussent.

4*20. De la force qui s'exerce entre les courans rectilignes non parallèles. — Puisque les courans parallèles s’attirent ou SC repoussent, il est présumable que les courans inclinés l’un et l’autre , soit dans le même plan, soit dans des plans dilférens , ne doivent pas être sans action mutuelle. En effet, M. Ampère a démontré qu’ils tendent sans cesse à prendre la position de parallélisme, et que, dans cette

apA LIVRE CINQUIÈME.

position , leur équilibre est stable s’ils vont dans le même sens , et instable s’il vont en sens contraire. Pour en faire l’expérience on ajuste dans l’appareil de la figure i8i les deux rectangles qui sont représentés dans la figure i yô ; celui d’en haut , destiné à être mobile sur ses deux pointes , se place dans les coupes d' , et celui d’en bas se pose sur la table ll', ses deux appendices z' plongeant dans les deux cavités o , o'; pour celui-ci , au lieu d’un seul contour rectangulaire, on peut en employer plusieurs isolés l’un de l’autre et faisant l’office de multiplicateur. On voit , par cette disposition , que le simple mouvement des bascules Beta' suffira pour établir les communications et pour faire passer le courant dans telle direction que l’on voudra, soit dans le côté inférieur du rectangle mobile , soit dans le côté supérieur du rectangle fixe; car ce sont les deux côtés qui doivent agir l’un sur l’autre. Or, après avoir donné primitivement au rectangle mobile une direction quelconque , on le voit , dès que le circuit est établi , tourner autour de son axe de suspension , venir se placer dans la position que représente la figure i yS , et se diriger toujours de manière que dans ce parallélisme les courans marchent dans le même sens. Cette position seule donne de la stabllltéàson équilibre, car il y revient par une série d’oscillations quand on l’en écarte; et lorsqu’on l’a placé d’abord dans une position diamétralement opposée , il y reste en équilibre instable , pour en sortir au moindre choc , et regagner enfin la direction de stabilité. Cette loi remarquable de l’action des courans non parallèles peut être encore exprimée d’une autre manière ; bien qu’ils ne soient pas dans le même plan , on peut les regarder comme faisant entre eux un certain angle , et , considérant alors les diverses portions des courans à partir du sommet de cet angle , on peut dire : Que deux portions de courans s'attirent quand elles vont ïune et l’autre en s'approchant ou en s'éloignant du sommet de F angle , et quelles se re-

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poussent quand elles vont l'une en s' éloignant et Vautre en s'approchant de ce même sommet. Ainsi z'c' et cz {Fig. 176 bis) étant deux courans inclinés situés dans des plans différens et faisant entre eux un angle dont le sommet est en s, les portions c^s et zs'se repoussent, puisque la première s’éloigne et la seconde s’approche du sommet ; il en est de même des portions sc et sz', tandis qu’au contraire les portions s c et s c ' s’attirent comme s’éloignant l’une et l’autre du sommet, et les portions sz et sz' s’attirent comme s’en approchant l’une et l’autre. Par conséquent , si Z c est mobile , on le verra tourner pour prendre la position dans laquelle c sera correspondant à c' et z h z'. Cet énoncé nous offrira de grands avantages pour expliquer les phénomènes de rotation que nous allons observer.

hsL'i .Delarolalion des courans pari' action des courans. — Ces phénomènes sont produits au moyen des appareils qui sont représentés dans les figures i65 et 166. Dans le vase V du second l’on met un rectangle mobile semblable à celui de la figure \l\l > et dans le vase v du premier l’on met successivement les pièces mobiles représentées dans les figures i6i , 162 , i63 et 164. Mais avant de décrire les effets nous allons en indiquer la cause.

Concevons un courant rectiligne indéfini zc {Fig. lyS ter ) allant de z en c , et un autre courant , ou seulement une portion de courant z' c' allant de z' en c' et pouvant se mouvoir parallèlement à elle-même; z' c' n’a aucun point de commun avec z c ; mais ces deux lignes , sans se couper directement , '^font entre elles un angle dont nous pouvons supposer le sommet en s. Les portions sc et sc' s’attirent comme s’éloignant toutes deux du sommet de l’angle ; les portions sc' etsz se repoussent , puisque la première s’éloigne du sommet , tandis que la seconde en approche; donc le courant z'c', attiré dans l’angle esc', et repoussé dans ^rangiez s c', devra se mouvoir de s vers c et prendre un

^9^ LIVEE CFJVQüÜmE.

mouvement progressif continu. Cette expérience serait assez difficile à tenter à cause de l’embarras que l’on éprouverait à suspendre z'c' pour lui permettre cette espèce de translation parallèle. Mais , au moyen d’une légère modification qui ne change rien au raisonnement , il devient facile de réaliser ce phénomène curieux. Au lieu du courant rectiligne zc prenons un courant circulaire, et meme, pour lui donner plus d’énergie , prenons un courant circulaire plusieurs fois replié sur lui-même, formant un véritable multiplicateur. Un ruban de cuivre , couvert de soie , et tourné en hélice, remplit très -bien cet objet. Dans le cercle intérieur d’une telle hélice , concevons que l’on suspende l’appareil de la figure 147 et que l’on fasse passer le courant dans les contours de l’hélice et dans les branches de 1 appareil suspendu; il est évident que nous aurons ainsi une rotation continue dont la vitesse sera proportionnée à la force de la pile et dont la direction sera dépendante de la direction du courant dans les branches verticales vv" et dans les replis de Thélice. Dans la disposition que représenterait alors la figure, le mouvement devrait se faire en sens inverse de la direction du courant dans l’hélice; il continuerait de se faire ainsi sans rebrousser chemin si 1 on changeait à la fois les directions du courant fixe et celle du courant mobile; et, au contraire, il s’arrêterait bientôt pour recommencer en sens inverse si l’on changeait les directions du courant fixe sans changer celle du courant mobile , ou Dice 'versd.

Le ruban de cuivre ouïe simple fil roulé en hélice et faisant l’office de multiplicateur est ajusté autour du vase v, figure 166; X est l’une de ses extrémités et z l’autre, le bord du vase est replié sur l’hélice et l’enveloppe extérieurement pour la mettre è l’abri des gouttes de liquide qui pourraient tomber et qui établiraient alors une communication entre les divers plis de l’hélice.

Les pièces de l’appareil sont disposées pour que l’on

DE l’électro-magnétisme. — CHAP. III. 297

puisse , h volonté , changer la direction du courant dans l’hélice seulement , ou dans le courant.

Il est vrai que dans cette expérience l’action de la terre s’exerce sur le courant mobile pour lui imprimer un mouvement de rotation continu, analogue h celui que l’on observe ; mais si l’hélice a un assez grand nombre de tours, sa force l’emporte sur celle de la terre, comme il est facile de le voir par le sens du mouvement; car, en changeant la direction du courant dans l’hélice seule , le courant mobile SC meut alors successivement dans un sens et dans l’autre , et ses vitesses sont inégales , puisque l’une d’elles est combattue et l’autre favorisée par l’action de la terre.

M. Savary a observé un autre phénomène de rotation très-remarquable dont toutes les circonstances ne sont peutêtre pas expliquées par le principe précédent. Concevons un ruban de cuivre mince plié en cercle {Fig. 161), de manière que ses deux extrémités a et a' ne se joignent pas tout à-fait, l’espace qui reste entre elles étant rempli par une petite bande d’ivoire ou de quelque autre substance non conductrice; près de l’extrémité a est soudé un petit fil de cuivre a h qui se replie horizontalement , pour aller rejoindre un autre fil non conducteur attaché au cercle en un point diamétralement opposé. Cet appareil peut être mis en équilibre par la pointe p du fil horizontal dans la coupe c du vase v de la f.gure i65 , le cercle a 3 a' plongeant dans l’eau acidulée de ce vase. Alors , si l’on fait passer le courant , le cercle se met à tourner comme celui de la figure i5o ; la rotation n’est pas due à un courant extérieur puisqu’il n’y a pas d’hélice autour du vase v ; elle li’est pas due non plus au magnétisme terrestre, car elle se fait toujours dans le même sens, soit que le courant monte, soit qu’il descende suivant au, avec cette seule dilFérence que la vitesse est un peu moindre quand elle est opposée h celle que produirait la terre. Il y a donc une autre cause différente de celles que nous avons observées jusqu’à pré-

sent ; M. Savary la trouve dans les courans qui sortent du cercle mobile et qui traversent l’eau acidulée pour se rendre aux parois du vase. Par exemple , quand le courant descend par la branche h a , il doit parcourir le cercle a b depuis A jusqu’en a', et sortir par chacun de ses points; G s étant l’un de ses courans sortans , il y aura dans l’ano^le SGT une répulsion plus grande que dans l’angle s g t', et par conséquent un mouvement de rotation dans le sens a g b, comme on l’observe en effet. De même , quand le courant viendra de l’eau acidulée pour entrer dans le cercle mobile et monter suivant ah , il y aura encore dans l’angle sg t une répulsion un peu plus grande que dans l’angle sgt' , puisque le courant de g en a est un peu plus fort que de b en G , et par conséquent mouvement de rotation dans le même sens , c’est-à-dire suivant a g b.

La rotation se fait en sens inverse avec l’appareil de la figure 162 , parce que la branche verticale s’y trouve soudée à l’extrémité k!

On observe les mêmes phénomènes avec les hélices planes sinistrorsùm et dextrorsiim représentées dans les figures i65 et 164.

Dans tous les cas , il y a des conditions à remplir relativement à la force de la pile et à la conductibilité du liquide qui environne le cercle mobile, afin que l’action répulsive des courans soit plus forte que l’action de la terre; car, dans certaines circonstances , c’est celle-ci qui l’emporte , et le mouvement change de sens quand on change la direction du courant.

4^2. De ï équilibre des courans. — Après avoir fait connaître, dans ce qui précède, les principaux phénomènes qui résultent de l’action mutuelle des courans sur les courans, nous devons essayer. à présent de donner une idée des principes simples et peu nombreux sur lesquels M. Ampère a fondé une théorie mathématique de ces phénomènes qu’il appelle , en général , phénomènes éleciro-

DE l’électro-magnétisme. — CJi AP. III. 299

dynamiques^ parce qu’ils résultentdel’électricitéen moufenicnt. Cette théorie est développée d’une manière complète dans le grand et beau travail qu’il a publié en 1826 {Théorie des phénomènes électro-dynamiques uniquement déduite de V expérience) , et nous ne pouvons mieux faire que d’en rapporter textuellement les passages suivans :

« Les divers cas d’équilibre que j’ai constatés , dit M. Ampère , par des expériences précises , donnent immédiatement autant de lois qui conduisent directement 5 l’expression mathématique de la force, que deux élémens de conducteurs voltaïques exercent l’un sur l’autre , d’abord en faisant connaître la forme de cette expression , ensuite en déterminant les nombres constans , mais d’abord inconnus , qu’elle renferme , précisément comme les lois de Képler démontrent d’abord que lu force qui retient les planètes dans leurs orbites tend constamment au centre du soleil , puisqu’elle change pour une même planète en raison inverse du carré de sa distance h ce centre , enfin que le coefficient constant qui en représente l’intensité a la même valeur pour toutes les planètes. Ces cas d’équilibre sont au nombre de quatre :

» Le premier démontre l’égalité des valeurs absolues de l’attraction et de la répulsion qu’on produit en faisant passer alternativement en deux sens opposés le même conraut dans un conducteur fixe dont on ne change ni la situation , ni la distance au corps sur lequel il agit.

» Le second consiste dans l’égalité des actions exercées sur un conducteur rectiligne mobile , par deux conducteurs fixes situés à égale distance du premier , et dont l’un est rectiligne , l’autre plié et contourné d’une manière quelconque, quelles que soient d’ailleurs les sinuosités que forme ce dernier.

«Le troisième consiste en ce qu’un circuit fermé de forme quelconque ne saurait mettre en mouvement nne portion quelconque d’un fil conducteur formant un arc de

cercle dont le centre est dans un axe fixe, autour duquel I peut tourner librement et qui est perpendiculaire au plan du cercle dont cet arc fait partie.

» Le quatrième a pour but de prouver que trois courans circulaires étant dans le même plan, leurs centres o , o' o" sur la même droite , leurs rayons formant une progression géométrique continue, le courant du milieu restera immobile quand les distances oo' et o' o" seront entre elles dans

Je même rapport que les termes consécutifs de cette proportion. » ^

Lq premier cas peut se démontrer au moyen du 111 de la Jfgme 172 , dont on pose les deux extrémités z dans les cavités o, o'de l’appareil général de la figure 181. Ce fil, revetu de soie et replié sur lui-même, est tel que le courant qni monte par une des branches descend par l’autre, les actions de ces courans opposés s’exerçant sensiblement h la lueme distance sur les courans ou sur les almans qu’on en approche , ne produisent plus aucun phénomène , ni de direction , ni d’attraction.

Le deuxieme cas peut se démontrer au moyen du fil de la figure i yS , dont on pose pareillement les deux extrémités dans les deux cavités o , o' du grand appareil de la figure 1 8 1 . Ce fil , revêtu de soie , est encore replié sur lui meme; mais l’une des branches est rectiligne , tandis que 1 autre est sinueuse, et la compensation se fait encore trèsexactement entre les actions contraires des courans opposes qui parcourent ces branches.

Le troisième cas se démontre au moyen de l’appareil représenté dans la figure 179. Voici l’expérience telle que la décrit M. Ampère dans l’ouvrage cité plus haut.

« Sur uq pied en bois s’élèvent deux colonnes , £ f , e' r' liées entre elles par deux traverses ll', ff'; un axe g h est maintenu entre ces deux traverses dans une position verticale. îïes deux extrémités g, h, terminées en pointes aigues , entrent dans deux trous coniques pratiqués, l’un dans

DE l’eLECTRO-MAGNÉTISME. - CIIAP. III. 3oi

la Iraversc inférieure li/, l’autre h l’extrémité d’une vis kz portée par la traverse supérieure ff', et destinée à presser l’axe G H sans le forcer. En c est fixé invariaLlement à cet axe un support q o dont l’extrémité o présente une charnière dans laquelle est engagé par son milieu un arc de cercle A a' formé d’un fil métallique qui reste constamment dans une position horizontale , et qui a pour rayon la distance du point o à l’axe g n. Cet arc est équilibré par un contre-poids q , afin de diminuer le frottement de l’axe c H dans les trous coniques où ses extrémités sont reçues.

» Au dessous de l’arc a a^ sont disposés deux augets m , m ' pleins de mercure, de telle sorte que la surface du mercure, s’élevant au dessus des bords , vienne toucher l’arc a a' en B et b'. Ces deux augets communiquent par des conducteurs métalliques, m n , avec des coupes p, p' pleines de

mercure. La coupe p et le conducteur mn qui la réunit à l’auget M sont fixés h un axe vertical qui s’enfonce dans la table de manière h pouvoir tourner librement. La coupe p', à laquelle est attaché le conducteur n', est traversée par le même axe , autour duquel elle peut tourner aussi indépendamment de l’autre. Elle en est isolée par un tube de verre v qui enveloppe cet axe, et par une rondelle de verre u qui la sépare du conducteur de l’auget m, de manière qu’on peut disposer les conducteurs mn, m'n' sous l’angle qu’on veut.

»Deux autres conducteurs ib, i' r' attachés à la table plongent respectivement dans les coupes p, p', et les font communiquer avec des cavités p. , r' creusées dans la table et remplies de mercure. Enfin, une troisième cavité s pleine également de mercure se trouve entre les deux autres.

» Voici la manière de faire usage de cet appareil : on fait plonger l’un des rhéophores , par exemple , le réophore positif dans la cavité r , et le réophore négatif dans la cavité s , qu’on mot en communication avec la cavité r' par un con-

ducteur curviligne d’uue forme quelconque. Le courant suit le conducteur ri, passe dans la coupe p, de là dans le conducteur nm, dans l’auget m, le conducteur n', la coupe P , le conducteur i' r', et enfin de la cavité r', dans le conducteur curviligne qui communique avec le mercure de la cavité s où plonge le réophore négatif.

» D’après cette disposition le circuit voltaïque total est formé :

» i“. De 1 arc RB^et des conducteurs mn , m' n^;

» 2®. D un circuit qui se compose des parties rip , p^i'a' de l’appareil , du conducteur curviligne allant de r' en s et de la pile elle-même.

» Ce dernier circuit doit agir comme un circuit fermé , puisqu’il n’est interrompu que par l’épaisseur du verre qui isole les deux coupes p, p' ; il suffira donc d’observer son action sur l’arc bb' pour constater par l’expérience l’action d’un circuit fermé sur un arc dans les différentes positions qu’on peut donner à l’un et à l’autre.

«Lorsqu’au moyen de la charnière o on met l’arc a a.' dans une position telle que son centre soit hors de l’axe g h, cet arc prend un mouvement et glisse sur le mercure des augets M, M en vertu de l’action du courant curviligne fermé qui va de r en s. Si au contraire son centre est dans l’axe , il reste immobile; d’où il suit que les deux portions du circuit fermé qui tendent à le faire tourner en sens contraire autour de l’axe exercent sur cet arc des momens de rotation dont la valeur absolue est la même , et cela , quelle que soit la grandeui-de la partie b b' déterminée par l’ouverture de l’angle des conducteurs m N , m' k'. Si donc on prend successivement deux arcs b b' qui diffèrent peu l’un de l’autre; comme le moment de rotation est nul pour chacun d’eux , il sera nul pour leur petite différence , et par conséquent pour tout élément de circonférence dont le centre est dans l’axe ; d’où il suit que la direction de l’action exercée par le circuit fermé sur l’élément passe

DE LÉLTCrflO- MAGNÉTISME — CHAP. III. 3o3

par Taxe , et qu’elle est nécessairement perpendiculaire à l’élément.

» Lorsque l’arc a a' est situé de manière que son centre soit dans l’axe , les portions de conducteur m n , m' n' exercent sur l’arc b b' des actions répulsives égales et opposées, en sorte qu’il ne peut en résulter aucun elTet; et puisqu’il n’y a pas de mouvement, on est sûr qu’il n’y a pas de moment de rotation produit par le circuit fermé.

» Lorsque l’arc aa‘ se meut dans l’autre situation où nous l’avions d’abord supposé , les actions des conducteurs m n et m'n' ne sont plus égales : on pourrait croire que le mouvement n’est dû qu’h cette différence; mais suivant qu’on approche ou qu’on éloigne le circuit curviligne qui va de r' en s , le mouvement est augmenté ou diminué , ce qui ne permet pas de douter que le circuit fermé ne soit pour beaucoup dans l’effet observé.

» Ce résultat ayant lieu quelle que soit la longueur de l’arc aa', aura nécessairement lieu pour chacun des élémens dont cet arc est composé. Nous tirerons de là celte conséquence générale, que l’action d’un circuit fermé, ou d’un ensemble de circuits fermés quelconques, sur un élément infiniment petit d’un courant électrique , est perpendiculaire à cet élément. »

Le quatrième cas se démontre au moyen de l’appareil représenté dans la figure 180. Voici encore la description de l’expérience telle que la donne M. Ampère.

« Sur une tablette en bois est creusée une cavité a , remplie de mercure , d’où part un conducteur fixe abc de F G formé d’une lame de cuivre; la portion cde est circulaire , et les parties c b a , e f g sont isolées l’une de l’autre par la soie qui les recouvre. En g ce conducteur et soudé à un tube de cuivre g h , surmonté d’une coupe i , qui communique avec le tube par le support ni du même métal. De la coupe I part un conducteur mobile iklmnpqrs, dont

3o4 livre cinquième.

la pOTtion AI N P est circulaire; il est entouré de soie dans les parties mlk et pqr pour qu’elles soient isolées, et il est tenu horizontal au moyen d’un contrepoids a fixé sur une circonférence de cercle qu’un prolongement bcg de la lame dont est composé le conducteur mobile forme autour du tube GH. La coupe s est soutenue par une tige st, ayant le même axe que g h , dont elle est isolée par une substance résineuse que l’on coule dans le tube. Le pied de la tige ST est soudé au conducteur fixe tuvxyza', qui sort du tube G M par une ouverture assez grande pour que la résine 1 en isole aussi complètement dans cet endroit qu’elle lé fait dans le reste du tube gh, à l’égard de st. Ce conducteur , à sa sortie du tube , est revêtu de soie pour empêcher la portion tuv de communiquer avec yz a'. Quant à la portion vx Y, elle est circulaire; et l’extrémité a' plonge dans une seconde cavité a' creusée dans la table et pleine de mercure.

» Les centres o , o' , o" des trois portions circulaires sont en ligne droite; les rayons des cercles qu’elles forment sont eu proportion géométrique continue, et l’on place d’abord le conducteur mobile de manière que les distances oo',o' o" soient dans le même rapport que les termes consécutifs de cette proportion; de sorte que les cercles o et o' forment un système semblable à celui des cercles o' et o”. On plonge alors le rhéophore positif en a et le réophore négatif en a' , le courant parcourt successivement les trois cercles dont les centres sont en o , o', o" , qui se repoussent deux à

deux, parce que le courant va en sens opposé dans les parties voisines. »

En s appuyant sur ces données , M. Ampère est parvenu à une équation générale qui embrasse la théorie complète de 1 action des courans sur les courans; seulement , pour déterminer le signe de l’une des constantes qui entrent dans cette équation , il a recours encore h un fait bien facile à constater par l’expérience directe ; savoir , qu’un conduc-

DE l’ÉLECTRO-MAGNIiTISME. — CH/VP. III. 3o5

leur rectiligne indéfini attire un circuit fermé, quand lo courant électrique de ce circuit va dans le même sens que celui du conducteur dans la partie qui en est la plus voisine , et qu’il le repousse dans le cas contraire ; fait trèssimple qui se trouve encore confirmé par une conséquence immédiate à laquelle il conduit; savoir, que les parties rectilignes d’un même courant se repoussent. En effet, vv' (F/g. 174) étant un vase en terre rempli de mercure , mais séparé en deux compartimens par la cloison cc'; etaèsè'a' étant un fil revêtu de soie , flottant sur le mercure et le touchant seulement par ses deux extrémités nues a et a'; si dans chaque compartiment on plonge l’un des pôles de la pile , le courant passe du mercure au fil , et celui-ci so trouve repoussé , ce qui est une preuve qu’il y a véritablement répulsion entre les parties du courant qui suivent les branches horizontales n ô et a' h' ^ et les parties du courant qui sillonnent le mercure , soit pour affluer à l’une des extrémités , soit pour sortir par l’autre et regagner le pôle négatif de la pile.

Ainsi , ]\1. Ampère a le double mérite d’avoir découvert tous les phénomènes essentiels qui résultent de l’action des courans sur les courans et d’avoir fondé une théorie mathématique au moyen de laquelle il résout habituellement toutes les difficultés qui se présentent, et tous les faits qui ont été observés jusqu’à présent sur les attractions et les répulsions des courans , sur leurs positions d'équilibre et sur les mouvemens de rotation qu’ils peuvent prendre sous des conditions données.

423. Des solénoïdes et de leurs rapports avec les aima/is. — M. Ampère a essayé d’expliquer aussi , par les mêmes principes , tous les phénomènes qui résultent de l’action des aimans sur les courans et même ceux qui révsultent de l’action des aimans sur les aimans et sur les substances magnétiques. Dans les applications de cette nature , il se présente toujours deux espèces de difficultés : celles I. 2' P, 20

3o6 LIVRE CINQUIÈME.

qui tiennent aux calculs et celles qui tiennent aux hypothèses physiques que l’on est obligé de faire. Pour le cas qui nous occupe, les calculs ont l’avantage d’être trèsfaciles : M. Ampère a donné à toutes ses formules beaucoup d’élégance et de simplicité ; mais les diverses hypothèses sur lesquelles il faut s’appuyer pour construire les aimans avec des courans, sans être en contradiction manifeste avec les phénomènes connus , ne sont pas peut-être aussi conformes à la vérité qu’elles sont ingénieuses en apparence. Il faut supposer que chaque particule des corps magnétiques est environnée d’un courant électrique qui se meut sans cesse autour d’elle, dans un plan déterminé, mais variable; que dans les corps non aimantés, ces courans élémentaires ont toutes les directions possibles et ne peuvent par conséquent produire aucun phénomène extérieur, puisque les actions de ceux qui tournent dans un sens sont à chaque instant détruites par les actions contraires de ceux qui tournent en sens opposé ; que l’aimantation fixe des barreaux trempés résulte d’une cause extérieure qui dirige dans un sens déterminé , et d’une manière permanente, les courans de toutes les molécules; que l’aimantation passagère produit le même effet , tant que la cause extérieure est agissante , et qu’aussitôt qu’elle cesse les courans moléculaires reprennent leurs directions diverses dont les effets se neutralisent au dehors; que ces courans , quoique infiniment nombreux et très-énergiques , ne produisent pas de chaleur sensible , puisqu’on n’observe pas une différence de température entre les corps magnétiques et les milieux' qui les environnent, etc. , etc.

Ces hypothèses , cependant, ne sont pas purement gra tuites ; car elles peuvent servir h déterminer et même h calculer les phénomènes dont nous avons parlé dans les deux chapitres précédées. De plus , si l’on essaie d’arranger directement des courans h peu près comme on conçoit qu’ils existent dans les aimans , on parvient è reproduire des plié-

ni: LicLF.CTRO-iviAGNltTisiVTr. — cn.vp. Ilf.

nomcnes (raUraclloii et de n'pulsion qui paraissent Irèsanalogues aux phénomènes magnéliques. Un lil de métal revêtu de soie et roulé sur un cylindre en spires très-serrées forme ce que M. Ampère appelle un solénoïde ,• et , bien que cet appareil ne soit qu’une imparfaite imitation des aimans, on observe que, quand il est traversé par un courant, il se dirige sous l’influence du magnétisme de la terre , il attire ou repousse un autre solénoïde pareil selon le pôle qu’on lui présente; enfin il est dirigé par les courans et sollicité par eux h peu près comme les aimans.

Ces expériences , et même ces analogies , sont certainement très-curieuses , et l’on peut espérer qu’elles conduiront è des phénomènes nouveaux qui serviront à établir d’une manière sûre et directe l’identité du magnétisme et de l’électricité, ou à découvrir quelque différence caractéristique entre ces deux grands agens de la nature.