CHAP. VIII. — COURANTS D'INDUCTION. 7SS

L^appareil qui sert à ces expériences est la machine de M. Page^ . professeur aux États-Unis.

Cette machine est représentée (Pl. 23 ▲ , Fig. 21 ) ; elle se €X)mpose de deux aimants fixes, ac, bd^ réunis par une armatm^ cd ^ et présentant, en a et £, leurs pôles libres et contraires; chacun d'eux est couTcrt d'une bobine ; un même fil , dont les deux extrémités arrivent en çqIî/^ est emroulé sur ces bobines dans un sens convenable pour donner en a un pôle austral , et en & un pôle boréal , s'il était traversé par un courant. Le corps soumis A l'expérience est disposé en pp' ; on lui donne en général la forme représentée dans les figures 19 et 20 : il est monté sur un axe qui porte un commutateur et qui reçoit un mouvement de rotation très-rapide , au moyen d'un pignon monté sur l'axe et d'une grande roue dentée gfy que Ton tourne avec la manivelle m. Le commutateur se compose d'un anneau isolé, sur lequel s'appuie le ressort / , et d'une bande longitudinale ou parallèle à l'axe, d'une largeur plus ou moins grande qui passe sous le ressort r pendant un temps d'autant plus long qu'elle est plus lai^ ; pendant le temps de ce passage le fil des deux bobines se trouve en communication avec les deux extrémités uu! du fil d'un galvanomètre très-sensible qui doit être établi à une distance convenable. Ainsi, le galvanomètre reçoit le courant induit qui s'est développé dans les bobines; et l'on peut le recueillir de la sorte pour diverses situations de la plaque pp' par rapport à l'aimant , puisqu'il suffit de régler pour cela la position du commutateur par rapport à celle de la plaque.

Dans plusieurs expériences, on substitue dans l'intérieur des bobines deux solénoïdes aux deux aimants, en les ajustant pour qu'ik présentent des pôles contraires.

Si la plaque pp* est une plaque de fer doux, mise en rotation rapide en présence de deux solénoïdes ou de deux aimants, M. Yerdet a constaté d'abord, par les déviations galvanométriques , que le courant induit des bobines ne change pas de ^ne à l'instant précis où ce phénomène devrait s'accomplir; il y a un certain retard mesurable qui se constate par les positions du commutateur.

Toutefois , l'effet n'est pas le même , quand la plaque se meut

en présence des solénoïdes et en présence des aimants : les effets

ue ceux-ci éprouvent quand le fer s'approche ou s'éloigne don-

fS4 LIVRE III. — MAGNÉTISME ET ÉLECTRICITÉ.

nent naissance à mie induction plus intense dans les bobines que celle qui résulte des décompositions et des recompositions dei fluides magnétiques de la plaque tournante elle-même.

Les substances peu magnétiijues, comme Toxyde de fer et le sulfure de fer en poudre donnent des effets analogues, nuis moins intenses; les poussières magnétiques étaient enfermas dans des boites de bois de la forme des plaques.

Pour les métaux non magnétiques, argent, cuivre, plomb, antimoine, bismuth, les pliénomcnes sont encore analogues; mais ici l'intensité des effets diminue rapidement avec la conductibilité électrique; déplus, Tinfluence du temps sur la résultante, c'est-à-dire sur la position de la plaque où le courant change de signe devient aussi plus marquée , suitout à mesure que la vitesse de rotation augmente. M. Verdet explique d'une manière satisfaisante comment les courants qui devraient être tel» qu^ils sont r(*présentés (Fig. 19), lorsque Taxe de la plaque est parallèle à la ligne des pôles, se transforment comme Tindique la figure 20, et il explique pareillement, sans sortir des lois de Tinduction ordinaire, tous les phénomènes que présentent k bismuth et Tantimoine , soit sous forme de plaques , soit sous forme de cylindres juxta posés.

327. Lomléro éleetriqoc produite par IndlBelioM. ^ I^ figure 13 (Pl. 23 a), représente un appareil de RuImikoriT très-ingénieusement combiné par cet habile constructeur pour produire des courants induits extrêmement remarquables par Téclat de leur lumière. C'est un seul barreau de fer doux entouré d*uiie bobine à deux fils , Tun gros , l'autre fin ; les deui extrémités de celui-ci communiquent à l'œuf philosophique A pareil à celui qui nous a seivi pour Télectricité ordinaire ; quand la pression de Tair s'y trouve réduite à quelques millimètres, ou foit passer dans l'autre fil de la bobine le courant d'un seid élément Bunsen, et Ton abandonne l'appareil à lui-mènic. Alors, pendant des heures entières , on voit tout Tintérieur du glok» sillonné par des flots étincelants de lumière électrique qui se renouvellent sans cesse avec une rapidité prodigieuse. La meilleun' machine électrique, tournée péniblement par des hommes de relais qui s'y épuiseraient de fatigue, ne donnerait pas une lumière plus vive et plus persistante.

Ici cependant la lumière se produit d'elle-même par reffel

CHAP^ VIU. — LUMIÈRE ÉLECTRIQUE PAR IlfllUGTION. tSS

d'un seul élément, qui, dans les ciroonstanoes ordinaires ne p<MiiTait donner que de très-rares et très-faibles étincelles. Gomxaait sa puifisanoe peut-elle à ce point se soutenir, se régler et se fortifier ? Ce phénomène s'accomplit par un mécanisme très* simple : les deux extrémités du fil de la bobine qui ddit recevoir le courant aboutissent Tune au commutateur ena, Tautre à la pièce de métal £; les deux pôles de l'élément communiquent l'un dirâcte* ment en a, Fautre en d; mais il y a une pièce de fer cb^ mobile autour du point by et reposant sur la pièce d, qui ùit communiquer d avec 6; ainsi le courant passe dans le fil de la bo« bine. A peine le courant est-il établi que le barreau de fer s'aimante, attire et soulève l'extrémité c de la pièce de fer et rompt le circuit au moment où c quitte d. Alors la pièce de fer re» tombe, ferme de nouveau le circuit, se relève pour le rompre de nouveau, et ainsi de suite. Les fermetures et les ruptures du circuit se font donc d'elles-mêmes, par les vibrations de l'extra mité c de la pièce de fer. Chaque vibration donne naissance à un courant induit dans le fil qui conununique aux deux tiges de Tœuf philosophique et par conséquent à une étincelle qui devient un flot de lumière électrique dans Tair raréfié.

388. JRoUitlMâ d*wie rnsMe ébb ealvre HiUtemeat arrêtée pmr les c^nnuits ladeils. — Nous avons représenté (Pl. 23 ▲, FiG. 1 ) le grand appareil de Ruhmkorff, construit avec tant de soins et d'une manière si judicieuse, pour observer les j^énomènes les plus intéressants de rélectro-magnétisme. On voit qu'il se compose de deux gros cylindres de fer doux, placés bout à bout, entourés chacun d'une puissante bobine, dont les fils sont enroulés de telle sorte que les deux pôles magnétiques opposés se trouvent en regard. Ces pôles s'ékMgnent à volonté dans des limites assez étendues; et des pièces de fer doux de diverses formes se vissent à l'extrémité des cylindres afin de mieus approprier ces extrémités polaires aux phénomènes que l'on veut produire. Cet appareil nous sera d'un grand secours dans le chapitre suivant; pour le moDfient il ne doit nous servir qu'à un petit nombre d'expériences, la première est celle qui est rejM^sentée (Fig. 2) : nous avons supprimé le corps des électroaimants pour ne montrer que leurs extrémités polaires.

Une pile de 30 ou 40 éléments Bunsen étant mise en conunu** i -ieation avec les conducteurs de l'appareil, il ne reste qu'à tourner

73e UVUS III. — KAGHÉTISIIE BT ÉLECTRICITÉ.

kbouton a du commeutateur (Fie. 1 ) pour fermer le circdl, fût passer le courant dans le fil des bobines et donner aux deux p6ks qui sont en présence la puissance magnétique la plus énergîfR. Ayant de &ire ce mouvement on dispose sur la règle rr^ (Fie. 1) un support convenable auquel est suspendu, par un gros fil de soie un peu long, le cube de cuivre rouge représenté (Fie. 1); on donne à ce fil de soie beaucoup de torsion, puis, la masw de cuivre abandonnée à elle-même se met à tourner avec une ticsgrande vitesse autour de son axe et entre les deux pôles. Alon, on tourne le bouton a pour fisiire passer le courant, à TineUBt même le cube s'arrête entre ces deux pôles magpiétiques; ûfA impossible de voir sans un grand étonnement la netteté et Fin» stantanéité de cet arrêt; la vitesse acquise est détruite, la fiiice de torsion qui reste au fil de soie est paralysée ; la masK de cuivre est comme fixée au point où elle se trouve au moment où le courant s'établit, elle ne fait désormais aucune oscâllatioa ai en avant ni en arrière. Tournez le bouton a en sens <x>ntraire pour supprimer le courant, la force de torsion du fil lemad son efficacité, la rotation reparaît graduellement croissante, jiif> qu'à ce qu'on l'arrête de nouveau par la fermeture du ciicuiL

Les métaux moins bons conducteurs des fluides électriqaei ne jouissent pas de cette propriété au même degré ; il est piésumable que l'or, l'argent et le palladium présenteraient les mêmes phénomènes que le cuivre.

Il serait sans doute très-difficile d'analyser en détail la diivctien et l'intensité des courants induits qui s'établissent dans cette masse de cuivre en mouvement, à Tinstant où les pôles devien* neiit magnétiques ; mais il ne paraît pas douteux que cet arrêt brusque ne soit produit par la réaction de ces courants induits sur les courants directs qui donnent aux deux pôles leur puissance.

329. Dét«aaati«ii produite par la rvptnre da eirealt. — L' électro-aimant étant disposé comme dans Texpérience précédente, et le cube de cuivre rouge enlevé, on apporte entre les deux pièces polaires les deux extrémités des gros fils de cuivre qui en se touchant établissent la fermeture du circuit et font passer le courant dans les bobines de Télectro-aimant ; cette fermeture, avec une pile faible, se fait sans étincelle et sans bruit; mais, ou moment où Ton sépare les deux fils pour faire

CHAP. VIII. — KACHINES ÉLECTRO-KAGNSTIQUES. 737

la rupture on entend une Teiitable détonation, presque comparable à un coup de pistolet. Ces détonations peuvent se répéter rapidement à de très-courts intervalles; elles sont d!autant plus fortes que le point de jonction et de séparation des fils est plus voisin des pièces polaires ; cependant Teffet est encore sensible quand ce point de jonction en est écarté de plusieurs centimètres et même de quelques décimètres. En même temps la lumière de Fétincelle prend un grand développement, elle paraît comme une flamme allongée. Dans quelques essais que j'ai faits, à la hâte, avec M. RubmkorfF, lorsqu'il m'a rendu témoin de cette expérience curieuse, il m'a semblé que l'air prend alors une assez grande force de projection pour lancer les poussières qui sont dans le voisinage du point de séparation des fils, pour percer et déchirer du papier.

Quelle peut être la cause d'un tel bruit? J'avoue qu'elle me parait être en dehors de ce qui nous est connu; c'est un phénomène nouveau qui mérite d*être étudié et expérimenté plus que les circonstances ne m'ont permis de le faire.

330. Machines éleetro-mmgMéUqttes* — On a fait, depuis quinze ou vingt ans, un grand nombre de tentatives pour transformer la force du courant en force motrice économique; on ne pouvait pas voir les électro-aimants s'animer tout à coup d'une puissance capable de soulever des milliers de kilogrammes sans songer à appliquer cette puissance aux besoins de l'industrie. Sur cette seule donnée les imaginations se sont mises en mouvement et Ton a vu éclore en foule les plus gigantesques projets ; il s'est trouvé partout des hommes, assez entraînés par r ardeur de leurs spéculations, pour annoncer que la vapeur avait fait son temps et que la découverte d'Œrsted allait prendre la place de celle de Papin. Ici la navigation allait prendre un nouvel essor avec des bateaux de mille chevaux qui ne coûteraient presque rien; là le foyer des locomotives allait être remplacé par quelques électro-aimants qui entraîneraient les convois avec une vitesse incomparablement plus grande. Toutes ces belles choses seraient sans doute accomplies si les lois toujours réglées et pondérées des phénomènes naturels pouvaient se transformer au gré de certains esprits qui en méconnaissent les éléments. Pendant que ces projets suivaient leur cours et ne répandaient que d'illusoires espérances, des hommes sérieux I. 47

738 Lma DL — KAClfÉTISIB KT ËLECnSCITt»

t'occupaient en silence de cette grande qaettkm et chovhiîtt à combiner les données exac^tes acquises par la science pov construire , dans Tétai actuel des choses, les machiiies âecxn>magnctiques capables du plus grand effet utile- M. Froment s*cit distingué des premiers parmi les hommes habiles «pii joignent i la tliéorie la connaissance la plus approfondie de la wafécamifm pratique ; il a imaginé et exécuté pluûeurs systèmes de miw^'Mm électro-magnétiqnes tons remarquables par d'ingénieuses Saph sidons et par la perfection du travail. Plusieurs de ces madunes font le service habituel de ses ateliers , les unes pour [condaûv ses grandes machines à diviser qui donnent des résidtats d^ime irréprochable précision, les autres pour imprimer le moacrcment anx tours, aux machines à raboter, etc.

Le système qui est destiné à ce dernier usage est repiéimB (Pl. 23 A, FiG. 22, 23, 24, 25) à l'édieUe de JL Je graBfar naturelle ; cette machine est à peu près de la fc»ce d'un dwfd.

La figure 25 est une élévation d'ensemble;

La figure 23 est la coupe horiaontale;

La figure 22 indique la transmissîon du moigWMuent;

La figure 24 explique la distribution des courants âectriqoo.

Le bâtis de cette machine se compose de quatre montants de fonte a, 6, c, dj de deux mètres de liauteur, fixés en bas à im socle de fonte et solidement assemblés en haut ; il y a de plus au milieu encore un assemblage de consolidation; deux de ces montants seulement sont visibles sur la figure 25; mais leur position en carré est indiquée sur la coupe (Fig. 23) qui fait voir en même temps la forme de leur section et les nervures qui les consolident.

Sur diacun de ces montants sont fixés dix électro-aimants, cinq au-dessus du milieu, cinq au-dessous; les deux bobines d'un électro-aimant sont placées Tune au-dessus de Tautre; les vingt fers des vingt bobines sont dans le même plan vertical et dirigés vers le centre de Tappareil comme Tindique la figure 23.

L'axe du bâtis est occupé par un arbre de fwp qui reçoit mi mouvement rapide de rotation sur lui-même ; on en voit la coupe (FiG. 23), la partie supérieure (Fig. 22) et l'extrémité inFérieuie (FiG. 25); ici, il repose sur un coussinet de bronze plein d*huile; au milieu il est soutenu et appuyé par trois galets tournants qui rempéchent de se courber; en haut, il passe dans un coussinet

CHAP. YtBL — MAi^.MWW tfiBGTRO-HMIltnfiUES. 799

ci floni estrcmiltt flnpénenreptrteeBfin «ne rour <l'«igle(Fj0..49) qm dbmie le mouvement à ki> roa» d'angle ▼«vdoale «, auF le même ase que la poulie motrice f destmée à le mouvement aux «achîneg pir mm- comreie ovêJÊaàBgi

Yckki comment Tarboe centnlde fer necoitaon — Rwcit^t 4b cofiatîon. ^ il perte- sud aa hautenr dÔLmanchopa de Iwontey fix» à vis, paiieik à celui duifaaatqui eaLvepmenté (Fie. 22);. sue fe pourtour de chaque mutchon s'adaptent yertscaiemenk aïK-fcarxeanx de fer doux, comme on le. Toît (Fis^ ^ %b^y mjymâ kh dimensian» convenidilea. pomi être iriirenie&t aîmantéa en phdât mvement attirés loiisqa!ilik ai'givent dan», lemr gënehatipia devant cfaumn des €[uatD& électco-aîmant» de leur étag^iM C'est cette ai- Irarlmu' qni dlroent la Ibree motnice et qui imprime ài Padbte centcal lerspidrmoovementdeniIMmidDiit il» doit être auiurf . Mais la« oondidion^ iodispensdilo^ on le conçoit^ est q«» l'eleettro^ aÛBHnt retomlie à Tëtat nacnrefc anvitot que le fier est passé* de^ Tant lui ; car, ^'ii nestait aimanté^ il l'attirerait encoi» après son passage et détruirait la rotatuon qu'il aurait impinmée d'abord ; il faut donc que le fer de rélectco^>aînianBt et cdni de» barreaux aaîeBt.sanafiacce coerdtrre, sous peme d^aToôr dss pestes de force» ccmsièBvableSi.. C'est pour e^ ipt'il fiint régler fat dfeteibotion des courants dans leséleetroi-aunanta aïoecdesprécantiMiB partienlièrcB*

M. Froment a adopté la dispositioa snlTanter supposons d'idKird qu'il n'y ait qu'un seul étage au lieu de dix, et qu^nn seul électro-aimant dans cet étage au lieu de quatre ;: puisque le amncboBL porte sia barreanx, si le premier barreau est juste défont rélectro-aimant y. quand le manchon aura toanié de -^ de cisconférence ,. le premier et le denaôème banreamseroBBt à la même dîstanee de l'éleclsso-eimant ; il firat donc que: le courant soit supprimé ,^ ou ,. coimne' oa dit ,. qu'tt y ait ruptuce du ckmut pfin^îMaft ce -2^ de eîrconCerencer puis fermeture pmdant le — suivant et ainsi dr suite abemotivement; on enfin six ruptui-es et sîa fermetures alternatives et de même durée pendant dmqoe rémlution entière du manchon» Imaginons en conséquence un aiM^ de rotation portant six galets d'ivoire pareils à ceux de la figwre 94 , nne pièce flexibls de métal g Fecevant le pôle powtif de la pile et portant un bouton de platine A, un lessort i rece- ▼aflt le pôle négatifde la pile et portant de même un bouton de

740 UTRE m. — HAGIffinSn BT ÉLBCriKITt.

jj^aline A'; œ ressort est réglé poor étve repcmtfé par rhif galet, dételle sorte que h smt mb en cootacrtaTec A' pendrai-^ de cnoonférenoe, et que dans Imterralle de deux gdets cooié- Gotifr, pendant le ^t de drcxmférenoe snirant les boutons A eli' ne se touchent pas ; nous aurons ainsi avec une parfaite r^olaritê les six fermetures et les six ruptures Toulues pour que l'âeclmaimant donne tout Vefiet utile qu^il est capable de donner.

Cependant il y a quatre électro-aimants au lieu d'un, 3 faut qu'ils agissent tous et qu'ils agissent à propos; pour oda, wm remarquerons que les deux électro-aimants opposes a et « (FiG. 23) sont placés de la même manière par rapport aux lli^ reaux tournants, ik doivent agir ensemble et se reposer ensemUe; il sufBt donc d'introduire le courant simultanément dans leurs bobines et de le supprimer simultanément. Quant aux deux électroaimants des montants betd (Fie. 23) il est facile de voir qâ"à doivent précisément agir quand les deux autres se reposent*, alors, il suffit de mettre de Tautre côté du distributeur (Fig. S4), un système pareil g^, i\ qui entre juste en action quand le premier entre au repos et vice versa.

Reste à faire mouvoir les galets d'ivoire, ou plutôt Taxe qui les porte; rien n est plus facÛe; cet axe est disposé sur le prolongement de Taxe xjr (Fig. 22) et il en reçoit le mouvement par les deux petites manivelles 2; il y a déplus uu moyen de régler sa position relative pour que les barreaux soient bien dans la situation qu'ils doivent avoir à Tinstant des ruptures et fermetures.

Enfin il faut appliquer ce principe aux dix étages d'électroaimants, et Fon conçoit qu'il n'y a à cela aucune difficulté; seulement il faut dix systèmes de chacun six galets pareils aa précédent ; ils sont tous montés sur le même axe et enfermés dans le tambour t (Fig. 22). La liaison des divers systèmes d*électro-aimants avec leurs distributeurs de courants est indiquée sur le montant aa (Fig. 25) et se compr^sd aisément diaprés ce qui vient d^étre dit. J'ajouterai cependant que les dix distributeurs sont disposés en hélice, le dixième étant tourné de ji de circonférence par rapport au premier et les autres de quantités intermédiaires; que les barreaux de fer doux correspondants dans les différents étages ne sont pas non plus dans la même verticale , ainsi les impulsions des forces attractives se trouvent

CHAP. YUI. — MACHINES ËLECTRO-KAGIIÉTIQUES. 741

cx>nsidérablement multipliées dans la durée de chaque révolution , ce qui assure à ces machines une constance de vitesse qui ne peut être obtenue avec la même facilité par aucun autre mécanisme.

Sur ce principe qui me paraît très-supérieur à tous ceux qui sont venus à ma connaissance, on pourrait sans nul doute faire des machines électro-ma^étiques très-puissantes; mais, dans l^état actuel des choses, elles seraient bien loin d*étre économiques par comparaison avec les machines à vapeur ; et le modèle que nous venons de décrire donne une juste idée du poids considé» râble de la matière qui devrait entrer dans leur composition^

71f LItBE in. ^- HiGlfËTlSIE "ET ^CLECTHRITfi.