îl

Ainsi , après avoir observé les oscillations , il esi facile de comparer les intensité des forces. C'est par des comparaisons de cette espèce , pour des distances comprises entre 15 et 120 millimètres, et en prenant les précautions convenables pour obvier aux variations de la pile, que MM. Biot et Savart ont reconnu qu*en effet l'intensité de la force é/ectro-ntagnétique est en raison inverse de la simple distance.

Mais il ne faut pas perdre de vue que , d'après la disposition de l'appareil , le courant est rectiligne et d*une longueur que l'on peut regarder comme indéfinie par rapport à la longueur de l'aiguille , et surtout par rapport à sa distance ; c'est sous ces conditions seulement que la loi est vraie. M. de Laplace a démontré que la férce électro-magnétique élémentaire , c'est-lt-

dire celle qui est exercée par une seule secUoa da < rant , est en raison inverse du earré de ta dieismee , comme toutes les autres forces connues, et propoHkm* ndle au sinus de l'angle formé parla direction du courant et par la ligne menée du milieu de cette aectteo au milieu de l'aimant. En effet , en calculant d*après ce principe la somme de toutes les actions ëlémeotaires qui sont exercées sur une petite aiguille par an cmrant rectiligne indéfini , on trouve que Plnteotité de cette résultante totale doit diminuer , comme Pexpérience l'indique, c'est-à-dire en raison InTerse de 11 simple distance.

Il résulte encore , de cette même loi de la fèrce élémentaire , que l'intensité de l'action d'un courant angolaire indéfini , tel qute mf {fig. VS5), sur une aiguille a6, est en raison Inrerse de la distance a m , comme celle d'un courant rectiligne , mais qn^le est propoKionnelle à la tangente de la moitié de Tangie em M; ainsi , en prenant pour unité l'intensité de Faetion de edsnr l'aiguille ab, l'intensité de Paction de e iH ^serait représentée par :

tang — ems.

C'est ce que M. Biot a aussi vérifié par l'expérienoeet l'on voit que si le courant e m fse redresse au point de se confondre avec c cf , il arrive que l'angle emm étant alors un angle droit , la tangente de 'ItOmm devient égale à Tunité , comme cela doit être.

330. Conditions d'équilibre d'une aiguiliaaiaum' tée soumise à l'action d'un courant rectiligne indèfini.—hi loi précédente n'est vraie qu'à partir d'une distance qui est au moins cinq ou six fois plus grande qse la longueur de l'aiguille. Pour de moindres distances les phénomènes se présentent sous un autre aspect : soit , par exemple ab {fig, 350) les deux pôles d'une aiguille horizontale ^ac bd,\e cercle qu'ils peuvent décrire , et W une perpendiculaire élevée sur le milien m de raiguille , et prolongée indéfiniment des deux côtés. Voici ce que l'on observe lorsqu'on fait agir sur l'aiguilie un courant vertical indéfini , que |>our plus de simplicité nous supposerons toujours ascendant , c'està-dire s'élevant au-densus du plan de la figure.

\o Lorsque le courant se trouve sur quelque point de la circonférence a bcd,ï\ne tend plus à mettre raiguille en croix avec lui , il la laisse parfaitement en repos, et ne la fait tourner ni dans un sent ni dans l'antre.

3^ Lorsque le courant est dans le quadraname, U attire à lui le pôle austral jusqu'au contact ; au contraire ii attire à lui le pôle boréal quand ilestdansle^iMHirtn bmc: dans les quadrans a md eibmd il produit des effets inverses.Parconséquentl'équiltbre estinstaUe lorsque le courant est sur m o, et il est stable quand il est sur md: tandis qu'au contraire on observe U stabilité sur cl , et l'instabilité sur dT.

Dans un Mémoire lu à l'Académie des sciences en 1823 , et imprimé par extrait dans les ^isis. de Cki»

SECTION IV. — ÉLECTRO-MAGNÉTISME CHAP. I

wdB (l. tf , p. 77) , J*ai analysé ces phénomènes et tous eem qui dépendent des renversements d'action à petite diaCance , soH sur vne aiguille mobile autour de son centre , soit sur une aiguille mobile autour d*un point quelconque. Il résulte des expériences et du calcul que looa ces phénomènes peuvent être expliqués au moyen dn principe suivant que je me borne à énoncer Ici : TacUon qui s*exerce entre un courant rectillgne indéfini et le pôle d*un aimant forme un système de deux forces parallèles égales et contraires composant une conpie ; ces forces sont perpendiculaires au courant et perpendiculaires k la plus courte distance du courant m pôle de raimant , et leur direction est telle que le pôle austral est toujours poussé à gauche et le pôle boréal toiijonrs à droite ; Tintensité du courant est en raison laversede ladistance du courant au pôle de Taimant. €e BOOM principe explique pareillement tous les phéi d'équilibre que présentent les aiguilles sou- ( à des conditions quelconques, comme les aiguilles louantes à la surfoce des liquides , ou celles qui se nMHvent auteur d'un point ou d'un axe quelconque.

917. AÊulHpiicaieur ou gahanomèire. — Peu de temps après la découverte de M. CErsted , M. Schweigcr imagina le galvanomètre, que l'on appelle aussi mmUipiicmieurf parce quil multiplie en effet la force électro-aagnétique. Cet Instrument , qui est d'une sensibilité merveilleuse pour découvrir les moindres traces de réiectricité en mouvement , repose sur ce fait, qu'un coomnt circnlaire ou polygonal , ou ayant en général nne forme rentrante quelconque , agît par toutes ses patiet pour diriger, dans le même sens une aiguille aiaMBlée qu'il enveloppe de toute parts , et ce fait n'est qn'ime coniéquence de la proposition générale que nous avoua établie (SS4). En effet , toutes les parties du courant ^ parcourt par exemple les côtés du carré p q r a fs ifig. 897) agissent de la même manière sur une aigntlie • b mobile autour du centre de la figure , et qui pent se tourner perpendiculairement à son plan : le côté n o tend à tourner le pôle austral en avant de la figure , et le pôle boréal derrière $ il en est de même du côté q r, dn côté o r et du côté p q. Ainsi , l'aiguille devra se tourner avec beaucoup d'énergie perpendiculairement au plan dn courant, le pôle austral en avant. Un circuit de même intensité, allant dans le I sens, produit sur elle un effet égal ; il en serait de même d'un troisième , d'un quatrième, d'un centièsM; donc, un fil conducteur enroulé sur lui-même et ; cent tours, doit, quand il est traversé par le courant, produire un effet cent fois plus grand qu'on fil d*nn seul tour : seulement, il faut que les fluides parcourent toutes les circonvolutions du fil tans passer latéralement d'un contour à l'autre ; c*est une condition fodie à remplir. On prend pour cela un il d'argent on de cuivre rouge de quinze ou vingt mèU^ de longueur, de quelque fraction de millimètres #épaisaeur, et revêtu d'un fil de soie dont les tours lant très-acrrés, on l'enroide sur un petit cadre en bois

rOLILUT. — tLÊX. DE FaVMQlE.

ou en métal , à peu près comme du fil sur une bobine ; seulement , on laisse libre 1 ou 9 mètres de longueur à chaque extrémité , c'est ce qu'on appelle les deuaf fils du mulHplicaUur ; le courant doit entrer par l'un et sortir par l'autre : l'aiguille aimantée qui doit servir d'index est suspendue à un fil de coton , et tout l'appareil est recouvert d'une cloche qui le garantit des agitations de l'air. Lorsqu'on veut faire une expérience, on tourne le cadre dans la direction du méridien magnétique : l'aiguille est alors dans le plan du cadre, et l'effet du courant la dévie de cette position d'un angle plus ou moins grand , suivant qu'il est plus ou moins énergique ; dans cette position , la force électro-magnétique est combattue par la force magnétique de la terre , qui agit incessamment sur l'aiguille pour la ramener dans le méridien magnétique.

Ce premier multiplicateur est déjà très-sensible, mais Nobili a rendu sa sensibilité incomparablement plus grande en employant, au lieu d'une seule aiguille, un système de deux aiguilles compensées. En effet, si les deux aiguilles abeia^ b% (ftg, d5ô et 558) ont leurs pôles opposés l'un à l'autre, de manière que leur ensemble ne conserve plus qu'une force directrice trèsfaible , et qu'on les dispose l'une dans l'intérieur du circuit et l'autre à l'extérieur, il est facile de voir que le courant agit sur l'une et sur l'autre pour les faire tourner dans le même sens ; ainsi, l'action du courant est presque doublée , et , comme d'une autre part la force directrice est réduite à sa centième ou à sa millième partie , il en résulte que rien ne limite la sensibilité d'un galvanomètre compensé.

On comprend toutefois que par la réaction des aiguilles, leur état magnétique changeant d'un instant à l'autre, la force directrice et par conséquent la sensibilité du galvanomètre est elle-même changeante.

Pour lier entre elles les aiguilles de la manière la plus fixe , on se contente en général de les planter dans un brin de paille bien droit, ou de les attacher par un fil de métal {flg. 357).

L'aiguille supérieure se meut sur un cadran divisé en 360 degrés, la ligne 0 et 180 correspondant à la direction du fil sur le cadre de telle sorte que les aiguilles soient bien exactement parallèles au fil lorsqu'elles sont au zéro , c'est-à-dire dans leur position d'équilibre. La déviation augmente avec l'intensité du courant, mais l'on comprend qu'elle ne peut en aucune façon êli-e proportionnelle à cette intensité.

La figure 359 représente un galvanomètre complet, et [a figure 360 représente séparément le cadre sur lequel le fil est enroulé.

Dans plusieurs expériences il est quelquefois utile d'employer un galvanomètre différentiel .* on appelle ainsi un galvanomètre composé avec deux fils parfaitement ^aux pour leur longueur, leur diamètre et leur conductibilité ; ces deux fils sont enroulés simultanément sur le cadre, et , lorsqu'on fait passer par chacun d'eux des courants T^pposés , on n'observe siu* les al-

tn

UYRE m. — magnéusme et I;lectrioit£.

fuilU» q«6 la dUNrtiie« d« leun aeUont, «n sorle que rinttruraent rette aa léro lorf<iii6 lat couraoti sont ^rfiUeioent é^aui.

Le galtanomètre sert, comina lous le terront plus lard, à une foule d*expéHenoet renarquablet ; nais, ti Ton veut dès à prêtent denaer une idée de ta eensibllité. Il tuffil par exemple de plonger let extrénitét des deux lllt dans de l'eau acidulée, alors on verra un courant agiter les aiguilles ; on peut encore sur la plaque de cuivre a b (flg, S61) mettre une feuille de papier mouillée , et sur le papier une lame de métal quelconque e df alors, en mettant Pun des fils p du galvanomètre en contact avec la plaque a 6 et Taulre fil n en contact avec la plaque ed,on aura presque toujours un courant plus ou moins énergique : en mouillant le papier avec de Teau un peu acide ou un peu alcaline, le courant prend une bien plus^ande énergie. Nous verrons plus loin que cette action est due plutôt à Paotlon chimique qu*au simple contact des métaux différents.

Il sera toujours facile par le sens du mouvement des aiguilles de reconaaltre dans quel sans mardM le courant.

899. De l'mimmmtmH&H pmr Iê eôuruni de lapitt H p0r l'élÊ^rieUé ordinairt. Le courant électrique ii*agit pas seulement sur le magnétisme libre, mais il est capable de décomposer les magnétismes naturels de tous les corps magnétiques, et d'aimanter avec autant de puissance que les plus fèrts aimants. Pour montrer Taotion du courant sur le fer doux , il suffit de plonger dans la limaille une portion du fil qui Joint les deux pèles de la pile, comme Ta fait M. Arago ; à Tinstant la limaille s'enroule autour du fil et y resU adhérente tant que passe le courant , mais elle se détache et tombe aussitôt que le circuit est rompu. De petites aiguilles d'acier présentées au courant s'y atUchent pareillement, on se mettant en croix avec lui; puis elles conservent leur magnétisme quand on les sépare. Cependant, d'après ce que nous avons vu , pour donner au courant tonte son efficacité, il est évident qu'il fiut le faire passer transversalement autour des aiguilles , ou pour mieux dire, autour de chacune de leurs sections. On y parlant de la manière suivante :

On enroule un fil de métal en héUeB, sur un tube de verre {fig. 869), on place l'aiguille dans ce tube, et l'on liit passer le c«Hirant de l'une à l'autre extrémité du fil de rbélice : un seul instant suffit pour qu'il développe tout le magnétisme qu'il est capable de développer dans ces eirconslances; car, après un contact qui n'a gae la durée de l'étincelle, l'aiguille disposée dans le tube se trouvée aimantée complètement. La rapidité ou plutôt rinitanunéité avec laquelle le courant peut vaincre la résistance de la larce eoercitive est un phénomène très* remarquable.

On distingue deux espèces d'hélices : rhéllce ifejr* InaraAm ( /^. 169 ), dans laquelle le fil s'enroule vers laifm'«a;et l'hélice afwisiram^M (/l^. S69), dans la-

quelle Il s'enrottlo vers la gauche, en attpposaat I fois qu'on les tienne de la mémo asanlère ; mais, pour en donner une Idée plus Juste, il suffit de dire que le Mr«èoi»cAois ordinaire et toutes les fis sost des hélices sta»* trwr$ém.

0ans rhéllce d^jrlfvrai^M le pôle boréal de l'ai^ville est toujours è l'extrémité par laquelie entre le couraml « ou bien à rexlrémité poeitive du fil j et dans rbéiict êiniêtroTÊi^m, au contraire, c'est le pôle austral 4a l'aiguille qui se trouve è l'extrémité positive.

Lorsqu'on fait , sur le mèoM tube, plusieurs héliwi contraires è la suite l'une de l'autre, l'aiguilleoff^ alort, dans son magnétisme, nu p^int con§éqmêni è la joae» lion des denx hélices ; ainsi , chacune d'elles i^ usicmie comme si die était seule.

Avec une hélice deux fois renversée (fig, S64),<hi «i* rait deux points conséquenU , et ainsi de suite. Si I\mi faisait de la sorte une hélice à pmê très-petiu, al «m* posée alternativement d'un tour dêMironém ei éHm tour êiniêiroTêi^m , on produirait sur raig«dlle al«Mih tée une distribution de magnétisme très-singulière) m plutôt l'effet définitif serait tel qu'elle aeadileraU «fwr conservé son état naturel.

L'aimenlation par l'électricité ordinaire donne naiisance à plusieurs phénomènes curieux que i examiner.

1» Le courant direei que Ton obtient en fusaoi < muniquer les conducteurs avec les coussins ne \ que de très-faibles efféu, lorsqu'il passe t par un fil droit. Les aiguilles, même trèe-flnes, qœ ran expose transversalement è une petite distance de nt ffi, ne s'aimantent pas quand le courant est omsMni, mais elles commencent è prendre des quantités aaasi* blés de magnétisme lorsqu'on fait passer le oouraM par petites étincelles ; leur magnétisme augasente qMmd les étincelles deviennent plus fortes et partant éê plue loin ; enfin , l'action du courant de la machine, cemme celle du courant de la pile , s'avtpnenle au iMiyen des hélices ; alors , de vives étincelles produisent beaucevp d'effet sur les aiguilles qui sont dans le tube de rhéllee, et même M. Ridolfi est parvenu^ par ce moyen, a développer du osagnétisme avec un courant contlBu.

9<» Les décharges des bouteilles de Leyde et des batleries ont une puissance magnétique oonsidéraMe, eeft qu'elles traversent des fils drolU, soit qu'elles traversent des hélices è pas plus ou moins serrés {/Cf.Mf « 869 et 864). D'abord on avait obtenu, par l^n etHnsCrc moyen, des résultats identiques à ceux qne predatt In pile : on avait trouvé que, près des fils droits, Iss aiguilles transversales s'aimantent, le pôle austral a gauche; et que, dans les tubes des hélleee , elles a^iimantent, le pôle austral è rexlrémité négative peur les hélices dê9iror$ém, et è l'extrémHé poetthre peur lea hélices êinistronàm. C'est en effrt ce qet arrive aeaat souvent ; mais M. Savary a découvert ptusieers piié« nomènee remarquables, qui semblent établir une différence fondamentale entre le courant coatlei de la

SECTION IV. -*- ÉLECTRO-MAGNÉTISME. — CHAP I

pHe el let ohêcê éiêckiquêê des batleries. {Jnn. 0$ CMinne. t. 54).

Quand le cboc est transniU par un fil droit, des aiguilles égales, parallèles, placées transfersalemeni du méaae côté du fil el ft des dislances différentes,, ne sont point aimanlées dans le même sens : les unes sont aimantées posiiivemeni, e*esl«à-dire que leurs pdies sont disposés comme ceux d*une aiguille aimantée d*a« Tance, qui serait libre de se mouvoir sous inaction d*un courant paisible et continu passant par le fil ; tandis que les autres sont aimantées né(faêivement , c*esl-Àdire en sens contraire des premières,

M. Savary a reconnu que ces alternatives « et les distances auxquelles elles se manifestent , dépendent , pour ainsi dire , de tous les éléments qui concourent au phénomène, savoir : de Pintensité de la décharge , de la longueur du fil tendu en ligne droite , de son diamètre , de l'épaisseur des aiguilles et de leur force eocrcitive. fin général , les fils très-fins , et les forces eoercitives très-faibles , présentent des alternatives moins nombreuse», souvent même, avjsc ces conditions, raimaatation est toi^ours positive, et les périodes ne sont plus marquées que par des différences d*in* tensité.

Otiand le cboc est transmis par des fiU roulée en kéiicê sur des tubes de verre ou de bois , il exeroe eseore des effets analogues sur des aiguilles successive* BMnl placées dans Taxe des tubes ; alors , la seule variation dUntensité dans la charge de la batterie peut avoir une grande influence.

Enfin , M. Savary a constaté , par de nombreuses expériences , un autre phénomène qui me semble mériter toute Taltention des physiciens. La quantité de magnétisme que prend une aiguille sous Tinfluence d'une décharge électrique, et même le sens de son aimantation, dépendant de la nature et des dimensions des corps qui la louchent ou qui Tenveloppent. Dans une hélice parailla aux précédentes , et traversée par une décharge élaclriqne , une aiguille ne peut plus prendre de magnétisme quand elle est enveloppée d'un cylindre de eoirra asseï épais : à mesure que Tépaisseur diminue , le nagoéCIsme devient sensible , et pour une épaisseur asaaa petite, Il devient plus considérable qu'il ne serait pour «ne aiguille nue et isolée dans Taxe de rhélice. L'étalo, le fer et l'argent, placés autour de l'aiguille, lui donnent des propriétés analogues, c'est-à-dire qH*an feuilles très-minees ils la rendent plus apte à reeeTOir le magnétisne, et qu'en cylindres épais ils lui ôtent tout II fait la propriété d'être aimantée par le clwe électrique. Des cylindres de limailles métalliques ne produisent pas cet effet , tandis que des couches eonetatrlques, alternativement métalliques et non métalllquas, le produisent; d'où il semble résulter que les soimtom de eontinnKé perpendieuiaires à l'axe de Taigiâlla an à l'axe des eyllodras ont une grande influenoe sor1e«rt propriétéSé

MO. ih la roêat^n éêê mimuni» P^r l'influence

des courante, -- Le phénomène curieux de la rotation des aimants par l'action des courants a été indiqué par le D* Wollaslon, et démontré par M. Faraday , à une époque où l'on n'avait encore que des notions très-incomplètes sur les forces électro-magnétiques.

Voici d'abord le détail des expériences : une large éprouvelte de verre v v' (fig. 365) est remplie de mercure jusqu'à une petite dislance de ses bords , un aimant cylindrique a b , lesté avec un contre-poids de platine p , se lient debout dans le mercure de manière que son pôle a s'élève de quelques millimètres au-dessus du niveau ( cet aimant est représenté un peu plus eu grand dans la figure 367); une tige I, que l'on peut élever ou abaisser à volonté au moyen d'une vis de pression , vient plonger dans le mercure par son exirémilé inférieure, tandis qu'elle communique, par son autre extrémité, avec un conducteur en cuivre o qui communique lui-ro^me avec l'un des pôles de la pile i enfin , le conducteur c' , qui tient à l'autre pdie , passa sur le bord de l'éprouvette et plonge dans le mercura très-près de son contour extérieur. On lui donne la forme d'un anneau pour que tout soit symétrique. Dès que la communication est établie, l'aimant tourne dana le même sens d'un mouvement plus ou moins rapide, et fait des révolutions successives autour de la tige #; il a bien quelque tendance à venir la toucher et à tourner alors plus rapidement, mais , avec quelques soins , il est facile de l'i^usl^r Pour qu'il se maintienne à dis* tance; cependant, il faut un puissant appareil pour que la rotation soit régulière et rapide.

Mais l'on peut disposer l'expérience d'une autre ma« nière qui donne toujours une grande vitesse , mèma avec des piles ordinaires de 10 à i% couples. Cette dis^ position est représentée dans la figure 366. La petite cavité qui se trouve à l'extrémité de l'aimant, et par laquelle il peut se visser sur le contre«poids de platine, f6rme une espèce de petite coupe g {fig. 567) que l'on remplit de mercure ; on abaisse la pointe de la tige $ de manière qu'elle plonge dans ee mercure sans tou« cher à l'aimant, qui conserve ainsi toute sa mobilité | ensuite on établit les communications avec les deui pôles de la pile comme dans rexpérience précédente ; alors , l'aimant tourne sur lui-même comme une toupi«| et avec une grande vélocité.

Dans la premier mode d'expérienoe , le sens du mout yement s'établit toujours comme si le pôle austral était poussé à la gauche du courant; dans le second mode, la pôle est immobile, mais le mouvement s'accomplit comme dans le premier cas , quant ^ sa direction. Nous verrons dans le chapitre troisième l'explication de cet phénomènes. #

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