CHAPITRE II

Action de la terre et des aîmentc tur les covraiitt.

940. Direction des courante par rinfluenee du magnétieme de ia terre. — Quand on eut constaté TactioD det courants sur les aimants , on ne pouvait pas douter qu*il n*y eût , de la part des aimants, une Réaction égale capable de diriger les courants et de les mouvoir de diverses manières. Entre tous ces phénomènes Inverses des précédents , ceux qui devaient résulter de raction magnétique de la terre se présentaient comme les plus curieux à examiner , et Ton essaya en effet de disposer des courants mobiles pour étudier les Modifications qu*ils éprouveraient en les abandonnant comme des boussoles à Pinfluence du magnétisme terrestre. Ces premiers essais ne donnaient point de résultats satisfeisants, parce qu*il était difficile alors de donner au courant toute la mobilité désirable. Cependant, Ampère parvint bientôt à lever toutes ces difficultés par un mode ingénietfx de suspension qui s*applique avec avantage à tous les courants mobiles. Nous allons donner une idée de cet ajustement.

La figure 868 représente deux colonnes verticales en cuivre v et t, fixées sur un pied de bois; à leur extrémité supérieure , elles se recourbent en potence et viennent se terminer par les deux coupes s,x> dont les centres sont dans la même verticale, les parties de ces colonnes , qui semblent se toucher, sont séparées Tune de Tautre par des substances Isolantes : ainsi, quand leur pied communique aux deux pôles de la pile par uif moyen que nous allons indiquer, il est évident que les fluides électriques arrivent , l'un dans la coupe s, Tau* tre dans la coupe ^, et qu*il n*y a point de courant produit , à moins que Ton n'établisse une communication entre ces deux coupes , que Ton peut appeler Tune la coupe positive, et l'autre la coupe négative, suivant la nature du fluide qu'elles reçoivent.

Rien ne parait plus simple que de faire arriver Télectricité au pied des colonnes : cependant, comme il est nécessaire de changer souvent les communications, de pouvoir instantanément les supprimer ou les établir dans un ordre inverse, sans rien dérangera l'appareil. Ampère a imaginé une disposition ingénieuse , qui remplit cet objet d'une manière trèt-coramode.

r et r' (fig. 569) sont deux rainures de quelques lignes de protondeur , creusées dans l'épaisseur d'une plaque de bois (ftg. 570) qui peut se poser sur les tables des divers appareils électro-magnétiques ; t? et i/, ^ et f sont quatre cavités, creusées de la même manière et communiquant diagonalement par deux lames de cuivre, savoir, par / f, qui va de r eni/, et par hmm", qid va de I eo 1"; au point de croisement, ces lames sont séparées par une peUte bande de subsUnce non

oondudrlce , afin que le courant ne pitiase J«BaU pas* ser de l'une à l'autre. Les deux rainures et les quatre cavités sont remplies de mercure; mais , préalablenieBt, elles ont été mastiquées avec de la résine, afin que le courant ne puisse pas s'établir au travers du bois qsi les sépare.

Cela posé , concevons que Ton plonge le fil potiUf <fo la pile dans la rainure r et le fil négatif dant la rainure r' ; il est évident que les fluides ne pourront passer ni dans l'une ni dans l'autre des quatre cavités v, f/,t,f; mais si l'on établit en même temps une cmh munication de r à t?, et une autre de r' à ^^ le fluide passera de v jkif par la lame / f , et de ^ à ^ par la lame mm'; ainsi, la bande f, qui communique il v'^ sera positive, et la bandée, qui communique àt, sera nïégative. Au contraire , si , en reprenant les dioses au premier état, on établit des communications éerk ^^ et de r' à t/, la bande 1/ sera négative, et la baudet positive : or, ces deux bandes éunt destinées A produire le courant , lorsqu'on les fait communiquer enaemUe par un circuit métallique quelconque , il est dair qoe le courant traversera le circuit dans un sens oo dam l'autre, suivant que Ton mettra deux arcs conducteurs de r à 9 et de r' A ^, ou qu'on les mettra de r A ^^ et de r' A 9'. Si maintenant on Jette les yeux sur la pièce à bascule {fig, 370), on verra bientôt tout le mécanisoM dont il nous reste à parler. Cette pièce est en ImiIs et peut tourner autour de i*axe aa' qui s'Ajuste dans les trous oo' sur les pieds p et // ; elle porte quatre arcs conducleurs de métal, deux d'un côté en c etc'^et deux autres pareils de l'autre côté en d et if . Quand elle est en place , les extrémités de l'arc c répondent A la rainure r et à la cavité v , celles de c' à la rainure f^ et A la cavité t, celles de J A r et à ^, celles de cf A / et à i/; leur longueur est telle que, dans cette position, ils ne touchent point au mercure ; mais, quand on fait tourner la bascule pour plonger les arcs cetc', le cou* rant passe de 6' à 6, et, quand on la fait tourner pour plonger les arcs «f et cT, le courant passe en sens inverse de A à y.

Cet ajustement pris dans son ensemble s^appelle une bascule; il est établi au pied des deux colonnes o et # de la figure 868 : seulement, nous avons supprimé la pièce mobile, qui aurait empêché de voir les positiooa relatives des rainures et des cavités. On voit que les bandes b et 6^ de la figure 869 viennent aboutir cla* cune au pied de l'une des colonnes, et que c'est par elles que le fluide passe pour arriver aux coupes # et/* •* en faisant plonger la bascule dans un sens oo dans l'autre, on rend chacune d^ coupes alternativement positive et négative.

Cela posé, examinons le fil de cuivre plié en oerele de la fig. 871 qui est destiné A devenir un courant circulaire mobile : les extrémités de ce fil sont liées entit elles , mais séparées l'une de l'autre par une substanea isolante; elles sont recourbées en crosse de teUa manière qu'elles correspondent aux deux eoopes # etr <ie

SECTION IV. — ÉLFXTRO-MACNÉTISME. — ClIAP. H.

iSi

la Ignre 868; enfin, elles poiient deux pointes dVier, l^ne qui doit poser sur la lame de verre un peu creusée qui forme le fonds diss coupes, et l'autre qui doit simplement plonger dans Pautre coupe. L*eau acidulée ou plutôt le mercure dont on remplit les deux coupes achère d'établir les communications, et Ton obtient ainsi un courant circulaire doué d'une grande mobilité. Le cercle étant mis en place dans l'appareil de la figure 868, on fait passer le courant, et l'on voit à Tinstant qu*il y a une force qui le sollicite ; il se tourne , il oseille, et enfin il se fixe dans une position déterminée, à laquelle il revient sans cesse lorsqu'on l'en écarte. Ensuite, lorsqu'en plongeant la bascule en sens #Blralre on change la direction du courant , le cercle fait une demi-révolution , vient osciller de l'autre c6té, et se fixer enfin dans une position diamétralement opposée. Dans les deux cas , le plan d'équilibre où il s'arrête se trouve exactement perpendiculaire au plan du ■éridien magnétique. L'équilibre stable a lieu quand, doMê la partie inférieure du circuit^ le courant va dei'esiàtaueêt.

Dtê circuits fermés , (riangulaires , carrés , ou d'une autre figure quelconque , peuvent être mis en expérience sur le même appareil (flg, 868), et présentent les mêmes effets ; ainsi , le rectangle de la fig. 872 se dirige comme le cercle précédent.

Pour que l'action de la terre se neutralise par elle- ■ême dans un lieu quelconque , il suffit d'ajuster les fils pour avoir, de part et d'autre de l'axe de rotation , des parties symétriques que le courant traverse dans le wêêime sens : par exemple , la figure 378 représente un rectangle qui n'a aucune force directrice ; en effet il est fteile de voir, en suivant la direction du courant sur la figure qu'il y a toiyours de part et d'autre de Taxe des Ibrces ^lesquise détruisent mutuellement, puisqu'elles tendent il produire une rotation dans le même sens. S41« Direction dee courants verticaus par l'in-' fimemee de la terre. — Les phénomènes précédents ont été analysés pour la première fols dans un mémoire que Je présentai a llnstitut sur ce sujet [Jnnales de Chimia ai de Physique, t. SI , p. 77) , M. Aug. de la Bive avait fait de son c6té des recherches analogues dont il éoniui connaissance très-peu de temps après à la Société d^HIstoIre naturelle de Genève ( Bibliothèque univermiie, t. 91, p. 91). Pour bien se rendre compte de Tac* lîao de la terre, il faut examiner ses effets sur les couranU verticaux et sur les courants horizontaux. Yoici d*abord l'appareil qui m'a servi à ces recherches pour les courants verticaux. Il se compose de deux vases cylindriques de cuivre j l'un supérieur, et l'autre inférieur d*no diamèlre un peu plus grand {fig, 874). Ces vases •Oisl percés en leur milieu d'une ouverture un peu large , pareillement cylindrique , dans laquelle passe la tige #, qui se termine par la coupe c; la traverse M' est de anbstance non conductrice , elle porte en son milieu «M pointe par laquelle elle repose en équilibre sur le léMl de la coupe e , remplie de mercure. Les fils « et v'

attachés à la traverse sont recourbés , pour plonger par une extrémité dans l'eau acidulée du vase Inférieur^ une petite languette en métal , soudée sur le fond du premier vase , plonge dans le mercure de la coupe , pour établir une communication entre l'eau et la tige. Ainsi , le courant qui entre par le vase inférieur, passe dans l'eau acidulée du vase inférieur, dans les fils verticaux, dans l'eau acidulée du vase supérieur , dans la languette , dans la coupe, et vient enfin descendre par la tige f.

Lorsqu'on relève l'extrémité inférieure ou supérieure de l'un des fils pour le faire sortir de l'eau acidulée , de manière que le courant passe seulement par Tautre fil » le système se dirige et vient se placer dans le plan perpendiculaire au méridien magnétique : quand le cou* rantest ascendant, le fil qu'il traverse se place à l'occident, ou '(lu moins, s'il vient à l'orient, il n'y trouve qu'une position d'équilibre instable , dont la moindre force peut le déranger : c'est le coniraira quand le courant est descendant.

On voit par cette raison que les deux fils pris ensemble, s'ils sont bien égaux, diamétralement opposés, placés à la même distance de l'axe , et traversés par des courants de même intensité , doivent former un système complètement indifférent à l'action de la terre, puisque, dans toutes les positions autour de l'axe , les deux fils sont alors sollicités par des forces parallèles égales et dirigées dans le même sens , qui ne cessent pas de se faire équilibre. Mais il n'en est plus de même lorsque les deux fils ne sont pas diamétralement opposés, ou lorsqu'il existe entre eux quelque légère différence de diamètre, de forme, de longueur, de distance à l'axe, ou de faculté conductrice qui entraine quelque inégalité dans les moments de rotation. On peut , en variant ces diverses circonstances, faire un grand nombre d'expériences intéressantes. Pour que l'équilibre soit plus stable , on peut , sans modifier en rien les résultats , Joindre las extrémités inférieures des fils par un ruban de cuivre fbrmant un cercle parallèle aux bords du vase.

943. Rotation des courants horizontaux par Vin^ fiuence de la terre, — L'appareil qui sert à étudier l'action des courants horizontaux est représenté dans la figure 875; c'est un simple vase de cuivre analogue aux précédents ; le fil horizontal ab terminé par les boules o et d est en équilibre stable sur sa pointe qui repose dans la coupe centrale , et deux appendices verticaux très-courts plongent dans l'eau acidulée du vase. Le courant qui entre, par exemple, par la coupe, traverse en sens opposé les deux moitiés du fil pour passer dans l'eau acidulée et de là dans le métal du vase, et l'on aperçoit aussitôt un mouvement de rotation continu. La rotation se fait de l'est à l'ouest par le nord quand le courant va du centre à la circonférence, et en sens contraire quand le courant va de la circonférence au centre du fil. •

Le phénomène se produit encore, quoique aveo moins d'intensité, quand le courant ne passe que par l'une