I : r : : log ~ : log
montre que les intensités du courant en question sont en raison inverse des logarithmes népériens des rapports des deux rayons de V enveloppe isolante. Maintenant, si on se rappelle que dans un circuit bien iaolé, et c'est
le cas des câbles sous-marins, la durée de la période variable de la propagation électrique est indépendante de la tension de la source, proportionnelle au carré de la longueur du circuit et à son coefficient de charge^ inversement proportionnelle à F aire de sa section ou au carré duray on r du conducteur métallique (1); si on considère, d'un autre côté, qae ce coefficient de charge que Ton peut déduire de Téquation (10) peut
X 1 être alors représenté par — ou par ^, en supposant les câ-
log - log --
blés isolés avec la même matière, on arrive à la formule générale :
t: tl: :
r* log y r'« log y
qui permet de calculer les temps de charge des câbles sous-marins dans les différents cas qui peuvent se présenter, ayant comme donnée une première expérience faite sur une longueur et un échantillon donnés de câble ; elle permet d'ailleurs de retrouver les lois simples qui gouvernent ce^ temps de charges, quand on fait successivement / = /', r = r*,
— =:•—., lois qui se trouvent exprimées par les rapports suivants :
il'*
^ ml
-■'■■■■(Mi)
Toutes les lois que nous venons d'exposer ont été démontrées directement par Texpérience et par plusieurs physiciens, entre autres par MM. Siemens, Wheatstone et Guillemin. La loi seule relative àTépaisseur de Tenveloppe isolante a été interprétée d'une manière différente par M. Wheatstone qui , en partant de la comparaison des nombres fournis par ses expériences , a conclu à l'énoncé suivant :
« La grandeur de la décharge (le courant résultant de la condensation) pour des fils de diamètres divers et recouverts d'enveloppes formées de même matière , mais ayant des épaisseurs différentes , est sensiblement
(l) Voir p. 46,47 et 48.
proportionnelle à la racine carrée du denii-diamètrc du fil et en raison inverse de la racine ca/rrée de l'épaisseur de r enveloppe isolante. »
Cette loi, ne résultant d^ aucune donnée théorique, est évidemment empirique ; mais il peut très-bien se faire qu'elle s'accorde numériquement, dans les circonstances où a opéré M. Wheatstone, avec celle que nous avons énoncée plus haut. C'est, du reste, ce qui m'est arrivé pour une loi empirique que j'avais formulée, relativement aux forces des électroaimants de différentes longueurs.
Quant à la loi de la section, MM. Wheatstone et Guillemin l'ont vérifiée en mesurant la charge produite par plusieurs fils placés parallèlement les uns à côté des autres et isolés entre ^eux, et en la comparant à celle de ces mêmes fils réunis les uns au bout des autres ; ils ont trouvé que l'effet était le même dans les deux cas.
Les autres lois auxquelles l'expérience a conduit les savants dont nous venons de parler peuvent être résumées de la manière suivante :
l'' La conductibilité du métal, toutes les autres circonstances restant les mêmes, n'a pas d'influence sur le courant résultant de la condensation. Si donc on emploie un mauvais conducteur, la résistance du circuit est augmentée, mais l'induction reste la même.
2^ La température agit sur le courant en question, mais seulement dans les limites où elle modifie Visolement : plus cette température est élevée, plus l'effet de condensation est prononcé ; mais les différences sont grandes entre les différentes substances isolantes, comme on le verra à l'instant.
3" La pression exercée sur un fil isolé n'a d'influence qu'en ce qu'elle augmente l'isolation du fil, et en conséquence son action est d'autant plus manifeste que la matière isolante est moins bonne.
4® Une résistance interposée entre la pile et le fil isolé, ou entre le fil et la terre, a une influence très-marquée sur le temps de la charge et de la décharge, qui se trouve alors considérablement augmenté.
5^ La condensation qui résulte de l'action d'un fil isolé et maintenu chargé, est beaucoup plus grande que celle qui résulte du même fil mis en communication avec la terre et chargé d'une manière continue. Suivant M. Guillemin la différence est à peu près du double.
6» Lorsqu'on prend la terre comme intermédiaire, tant pour charger que pour décharger le fil isolé, le courant résultant de la charge ou de la décharge est toujours de même intensité.
7® Le fll conducteur ne prend qu'une quantité d'électricité très-faible
quand on supprime pendant la charge la communication de Tarmature extérieure à la terre.
Bien que les phénomènes de Tinduction produite au sein des câbles aient été parfaitement éclairés par les expériences dont nous venons de parler, il restait encore un point à éclaircir, celui de savoir si les substances isolantes ont une capacité inductive indépendante de leur pouvoir conducteur et, à cet égard, on n'est pas encore parvenu à s'entendre.
Généralement^ on admet Tindépendance de ces deux propriétés ; mais M. Gaugain, à la suite d'expériences très-nombreuses, a reconnu que, par le fait, cette capacité inductive n'est qu'illusoire, et que la plupart des corps diélectriques ne diffèrent, sous ce rapport, que par le temps plus ou moins long que la charge électrique met à atteindre sa valeur maxima.
Ainsi, le soufre, la gomme-laque, qu'on regardait jusqu'ici comme fournissant instantanément les effets maxima de condensation, eflTets qu'on croyait inférieurs à ceux provoqués par la gutta-percha^ mise pendant un certain temps en rapport avec une source électrique, ont été reconnus par M. Gaugain exercer une action analogue à celle produite par cette dernière substance, mais après un temps beaucoup plus long. En effet, alors que la gutta-percha, servant d'intermédiaire entre deux lames métalliques, dont l'yine est sans cesse électrisée, mettra un quart d'heure pour fournir sur l'autre lame une charge maxima d'une valeur A, je suppose, le soufre placé dans les mêmes conditions, et, quoique fournissant instantanément une charge beaucoup plus grande que la première substance, mais inférieure à A, pourra cependant fournir cette charge A au bout de deux ou trois jours. Au point de vue du maximum absolu, la seule différence entre les effets inducteurs de ces deux substances n'est donc y par le fait^ que dams le temps plus ou moins long de la charge définitive. Mais au point de vue du maximum relatif, l'effet est assez complexe et semblerait annoncer dans certaines substances deux sortes de conductibilités. Nous n'insisterons pas toutefois davantage sur cette question, qui est trop spéculative pour l'ouvrage que nous publions ; mais nous ferons remarquer que, dans la pratique télégraphique, les durées de l'action électrique n'étant jamais longues, le point important est la détermination des rapports — des pouvoirs conducteurs ou des capacités induetrices des différents isolants, après un même temps de charge ; -peu im-
porte la question théorique. Or cette détermination a été faite par plusieurs physiciens, qui ont obtenu, du reste, des chif&es assez concordants.
D'après M. Siemens^ la plus petite induction de la gutta-perch^ étant prise pour unité, celle de l'isolant de Wray serait représentée par 0,77, celle du caoutchouc par 0,66, celle de Tisolant de Hughes par 1,00, celle de riaolant de Radcliffe par ),09. Ces chiffres ont été obtenus à Taide de la formule n® 1 1, et correspondent à des câbles ajant une enveloppe de 6 millimètres d'épaisseur et un conducteur de 2 millimètres de diamètre. D'après M. Wheatstone, ces ci^acités inductives, pour les mêmes substances seraient : 0,1051 pour la gutta-percha, 0,0787 pour risolantde Wray, 0,0787 pour le caoutchouc, 0,1054 pour Tisolant de Hughes, 0,1139 pour l'isolant de Radcli£fe.
Quant à la résistance réelle de ces différents isolants, et à ses variations avec la température, il nous suffira, pour la faire apprécier, de rapporter quelques-uns des chiffres qu'a obtenus M. Siemens sur les échantillons dont nous avons déjà parlé, et qui ont une épaisseur d'enveloppe isolante de 6 millimètres.
8DB8TAMCS8 ISOLANTES.
Gatta-perchu à. . .
Id. à. . .
Id. i. . .
Caoaubouc à. . . .
Isolant de Wray à .
Isolant de Hughes à Isolaot de Radcliff à
TBlfPÉRATCRB
en ceotigrtdes.
Si ,ii
RAPPOHT DBS RÉSISTANCU
de ces UoUate,
celle du mercure
étant prise pour unité.
rAsistangrs
de renveloppe {«olanle
sur une loaofHeur
de 1 kUomètre.
kil.
Les enveloppes de gutta-percha ayant toujours des défauts, c'est-àdire de petites fissures par lesquelles peuvent suinter les liquides, leur conductibilité est toujours, après l'immersion des câbles, beaucoup plus grande que dans l'origine, et il en résulte certains effets électriques trèscurieux, que M. du Colombier a été à même de constater d'une façon particulière sur le câble d'Algérie. Ainsi, suivant que le* câble immergé est mis en rapport avec le pôle positif ou le pôle négatif de la pile, la résista/née de son enveloppe peut être augmentée ou diminuée dans une proportion énorme et variable avec la tension de la pile. D'un autre côté, l'intensité électrique au point de jonction du câble avec la pile, au
lieu d'aller toujours en diminuant dans le premier moment de la charge, comme cela doit avoir lieu, suit une marche inverse dans les deux cas. D'après les expériences de M. du Colombier, la résistance d'isolation du câble d'Algérie étant représentée par 30,000 ou 40,000 kilomètres de fil télégraphique, quand la communication du câble avec la pile était opérée au pôle positif, est tombée spontanément, par suite de sa liaison avec le pôle négatif, à 385 kilomètres avec 29 éléments ; à 418 avec 15 éléments ; à 467 avec 10 éléments ; enfin, à 510 avec 6 éléments. Ces effets tiennent vraisemblablement à ce que, sous l'influence des courants positifs, il se forme, aux défauts de l'enveloppe isolante, une couche d'oxyde qui contribue à augmenter son isolement, tandis qu'avec les courants négatifs le métal reste toujours découvert.
Moyens employés pour conjurer les -effets de Vinduction électrostatique, — Dans les applications électriques, on a plutôt à combattre qu'à favoriser les réactions d'induction électro-statique, car ces réactions ont pour effet de déterminer des décharges secondaires iqui succèdent aux courants transmis, et qui, en intervenant au milieu des effets déterminés par ces derniers, troublent toutes les actions mécaniques ou physiques qu'on voudrait obtenir. On a bien cherché à éluder ces effets contraires, en faisant en sorte d'établir une liaison directe entre le fil conducteur et Tarmure influencée, aussitôt l'action du courant produite ; on a bien cherché encore à neutraliser la condensation par l'envoi de courants contraires et même par certaines combinaisons multiples de courants dont l'efficacité a été reconnue plus grande ; mais de tous ces moyens, celui qui satisfait le plus l'imagination , est le système imaginé par M. Varley en vue des communications électriques sur les câbles de très-grande longueur et dont voici le dispositif.
Imaginons un condensateur  (fig. 25) d'une très-grande surface, tel que celui de M. Varley, qui a 40 mille pieds carrés, et dont nous avons parlé page 78. Supposons que l'une des lames de ce condensateur soit mise en rapport avec un câble sous-marin CC dont le conducteur communique avec la terre en T', et que l'autre armure soit mise en rapport avectme source électrique, par exemple avec le pôle positif d'une pile P dont le pôle négatif communiquera avec la terre : sous l'influence de la charge de ce condensateur, il se produira, comme nous l'avons déjà vu, un flux d'électricité positive qui traversera le conducteur du câble soùs-marin, et qui, en passant, déterminera une induction électro-statique. En même temps,
DE l'électricité i03
le condensateur retiendra, à Tétat dissimulé,* une charge d'électricité négative qui disparaîtra à travers le câble aussitôt que les deux armures du condensateur seront réunies, ou ce qui revient au même, aussitôt que Farmure en rapport avec la source électrique sera mise en communication OT avec la terre. Mais cette charge d'électricité négative, en passant à travers le câble, non-seulement neutralisera la charge dissimulée de nom contraire résultant de Técoulement du flux positif, mais encore neutralisera la partie de ce flux qui ne ser%pas encore écoulée et
(FIg. «5.)
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jiii
qui restera en plas ou moins grande quantité sur le conducteur ; en sorte qu'avec ce système, la condensation se trouve détruite, et le câble déchargé pour ainsi dire instantanément au moment même où le condensateur se trouve mis en rapport avec la terre. Pour obtenir une action encore plus prompte, M. Varley adapte au câble, près de Tarmure C, une dérivation excessivement résistante CR (plus grande encore que celle du câble) afin de décharger le fil par ses deux bouts à la fois, ce qui diminue, ainsi qu'on Ta vu page 6% la durée de la période variable. Cette disposition a encore l'avantage de compenser l'excès de tension que pourrait avoir le courant négatif sur le courant positif à Tintérieur du câble, par suite de l'écoulement partiel de ce dernier courant.
Si l'on se rappelle que la charge électro-statique des câbles est d'autant plus grande que la tension électrique qui la détermine est plus considérable et que les armures de cette espèce de condensateur sont plus développées-, si on considère, d'un autre côté, que dans un câble de la longueur de celui qui relie l'Europe à l'Amérique la surface du fil conducteur représente une armure de 32 mille mètres carrés, on comprend quelle énorme charge et quelles perturbations seraient produites par l'induction électro-statique, si on n'employait pas, pour les conjurer, les moyens
dont nous avons parlé précédemment, et même, si en en faisant usage^ on ne cherchait pas à atténuer autant que possible les causes mêmes qui développent cette induction ou qui tendent à augmenter la durée de la période variable. Parmi ces causes, la tension électrique étant en première Ugoe, on devra chercher les mbyens de pouvoir réaliser l'effet utile que Yoa vent obtenir, en n'employant qu'une pile extrêmement faible; on évitera en même temps par là les décharges latérales qui contribuent beaucoup à altérer risolement du^ble et on diminuera la durée de la propagation électrique; car, ainsi qu'on Ta vu précédemment, l'interposition d'une résistance entre le câble et la source électrique augmente dans une proportion considérable cette durée. Sur la ligne transatlantique, on en est arrivé à faire fonctionner les appareils avec une pile de 5 éléments de Daniell, et encore, en raison de la rapidité des transmissions, le courant fourni par cette pile n'agit que sous l'influence de ^ de son intensité maxima.
Voici maintenant, en quelques mots, l'historique des autres moyens employés pour résoudre le problème que nous venons d'étudier.
L'un d'eux, le plus ancien proposé parM. Varley, en 1853-1854, consistait à envoyer après chaque courant positif un coiu*ant négatif. C'est ce système qui avait été généralement adopté sur les lignes sou$-
marines.
Dans un autre système également proposé par M. Varley, en 1856, on envoyait à travers la ligne un fort courant {K)sitif d'une force et d'une durée déterminées, et on le faisait revenir sur lui-même en le faisant suivre d'un faible courant négatif pour débarrasser la ligne. Ce système, comme l'a indiqué l'expérience, était déjà un progrès réalisé.
En 1858, le professeur W. Thomson proposa de se servir de trois courants d'égale durée^ mais de force inégale et de signes contraires, pour n'obtenir qu'un seul signal à l'extrémité de la ligne, deux de ces courants devant être employés à se neutraliser mutuellement au sein de la ligne, et, par conséquent, à dégager celle-ci. Ce système produisit un résultat plus satisfaisant encore.
En 1863, M. Varley reconnut qu'en faisant usage de quatre ou cinq cour-ants de même force^- mais de durée variable, on pouvait obtenir une transmission encore plus rapide. Ces courants se succédaient de la manière stttvainte. On envoyait d'abord un courant positif et on le faisait suivre d'un courant négatif d'une durée beaucoup plus longue ; ce der-
DE l'électwcité. , 105
nier était suivi d'un courant positif d'une durée beaucoup moindre, auquel succédait un courant négatif plus court encore, lequel était suivi par un courant positif presque instantané. Ce système de transmission avait pour résultat de produire une succession de vagues alternativement positives et négatives (3 positives et 2 négatives), d'amplitudes décroissantes, qui se terminait à Textrémité du câble d'essai, par une petite vague positive, alors que le reste de la ligne se trouvait complètement déchargé par suite de la neutralisation [successive de ces vagues entre elles. Ces sortes de transmissions] étaient, du reste, opérées automatiquement à Taide d'un manipulateur particulier, auquel MM. Warlej et Tbomson avaient donné le nom de cwrb-key.
Voici, du reste, les durées exactes de ces différents courants :
Durée.
1" courant -f 4,0
2* courant — 5,5
3« courant + 2,5
4*^ courant — 1,5
5* courant -f" 0,6
M, Yarley explique de la manière suivante comment s'effectuent les transmissions avec ce système.
Le premier courant envoyé a pour effet de provoquer un changement rapide dans l'état électrique du conducteur. Mais s'il était seul et sans réaction secondaire, il produirait sur le récepteur à l'extrémité de la ligne un effet beaucoup trop long, et c'est pour arrêter cet effet et ne lui laisser que la durée qu'il doit avoir, que le deuxième courant, de sens contraire, est envoyé ; d'un autre côté, afin que ce second courant puisse avoir la faculté d'agir le plus promptement possible après le premier courant, on le prolonge assez de temps pour qu'après avoir détruit le premier, il manifeste .un excédant d'action qui se trouve ensuite annihilé par le troisième courant, lequel est corrigé à son tour par un quatrième, et ainsi de suite indéfiniment. M. Varley, toutefois, pense que cinq ou sept (Courants sont en nombre suffisant pour fournir pratiquement sur le câble transatlantique tous les effets heureux de cette combinaison ; mais il fait remarquer que, quel que soit le nombre des courants employés pour .produire un signal, il est essentiel que les courants de même signe que celui qui doit fournir le signal simple à la station éloignée, aient dans leur somme de durée un excédant sur les courant s opposés^
Comme pour une mênft épaisseur d'enveloppe, la charge électro-:«ta* tique augmente seulement comme les racines carrées du diamètre du fil conducteur, alors que la force du courant transmis augmente comme le carré de ce diamètre, on devra toujours chercher à augmenter le diamètre du fil conducteur plutôt que l'épaisseur de la couche isolante pour diminuer les effets de l'induction ; car, en faisant l'inverse, le courant transmis reste, il est vrai, dans les mêmes conditions, mais l'induetion ne diminue que comme la racine carrée de l'épaisseur.
Nous verrons plus tard, à l'article des circuits sous-marins, les autres conditions que ces sortes de circuits doivent réunir pour fournir les résultats les plu^ avantageux possibles. Quant à présent, nous allons terminer ce que nous avons à dire sur l'induction électro-statique, en exposant la théorie de ce genre de phénomènes telle qu'elle a été posée par Faraday et telle qu'elle a été élucidée depuis par M. Gaugain.
Suivant Faraday, il n'y aurait pas, a proprement parler, d'électrisation par influence, c'est-à-dire d'électrisation à distance, et ce serait par l'intermédiaire même du milieu interposé entre le conducteur éîectrisé et celui qui en subit la réaction, que se produiraient les phénomènes de condensation. M. Faraday admet, en effet, qu'il se produit alors dans ce milieu, de molécule à molécule, une série de décompositions du fluide neutre telles, que chaque molécule prend deux pôles électriques contraires, et c'est cet état qu'il désigne sous le nom de polarisation de ce milieu. Ce serait donc, dans la nouvelle théorie, à la polarisation des molécules d'air ou d'un autre milieu (dit isolant) , que serait due l'action que paraissent exercer à distance les corps électrisés sur les corps à l'état neutre, tandis que, dans la théorie admise jusqu'ici, l'air ne joue qu'un rôle passif et ne fait, par sa non-conductibilité, que s'opposer à la recomposition des électricités contraires. En un mot, la théorie nouvelle tend à supprimer l'action à distance pour la remplacer par une action continue et constante d'un milieu, d'une matière intermédiaire, propre à transmettre l'action d'un corps à un autre. En nommant pouvoir inducteur la propriété qu'ont les corps de transmettre au travers de leur masse l'influence électrique, M. Faraday trouve que tous les corps isolants n'ont pas le même pouvoir inducteur, et suivant lui, en exprimant par 1 le pouvoir inducteur de l'air, ceux des autres subtances seraient représentés ainsi qu'il suit :
DE l'électricité. ^^
Air 1,
FUnt 1,76
Résine 1,77
Poix. ... ; 1,80
Cire jaune 1,86
, Verre 1,90
Gomme-laque %
Soufre . 2,24
Quant aux gaz, M. Faraday a trouvé qu'ils ont tous sensiblement le même pouvoir inducteur, et que ce pouvoir n^est modifié ni par la température ni par la pression du gaz.
D'après cette capacité inductrice propre, que possèdent. les corps isolants, Faraday a donné à ces corps le nom de (/te7ec^rtçtte«, par opposition aux corps conducteurs qui ne jouissent pas de la même propriété.
Les calculs de MM. Siemens et Thomson, dont nous avons parlé page 94, sont précisément basés sur cette théorie.
De Thypothëse que nous venons d'exposer, il résulte que la même théorie mathématique doit embrasser les phénomènes d'induction et de conduction^ et cette conclusion avait été formulée par M. Faraday lui-même dès Tannée 1838 (Expérimental Reserches, n® 1320J : toutefois, elle n*avait point fixé Fattention des physiciens. Dans ces derniers temps, comme nous l'avons vu, M. Gaugain a repris la question et a fait voir, par des expériences nombreuses, exécutées sur des condensateurs sphériques, plans et cylindres, que tous les problèmes qui se rattachent à la théorie de Tinfluence peuvent être résolus au moyen des formules déduites de la théorie de la propagation {Annales de chimie et de physique^ 3^ série, février 1862). M. Gaugain ne croit pas cependant qu'il faille voir dans ce résultat une preuve décisive de l'exactitude des vues de M. Faraday ; il regarde comme démontré que les phénomènes d'influence et de conduction sont soumis à une loi commune (ce qui est important pour les applications pratiques) ; mais il ne croit pas pouvoir se prononcer
sur la nature intime de ces phénomènes ; il est porté à penser que l'électricité, comme la chaleur, a deux mo({es de propagation distincts, que le mouvement app^é conduction est tranmis par les molécules de la matière pesante, et que Vinduction ou influence s'effectue par l'intermédiaire seulement de Téther.
Dans le travail que nous avons cité tout-à-rheure, M. Gaugain suppose que le diélectrique est complètement dépourvu de conductibilité ; mais il n'y a guère en réalité que les gaz qui soient dans ce cas ; tous les corps solides, dits t5o2an/5,sont plus ou moins conducteurs, et lorsqu'ils jouent le rôle de diélectriques, cette conductibilité peut augmenter considérablement la grandeur de la charge développée par influence. Voici quel est, suivant M. Gaugain, son mode d'action :
Si nous supposons, pour fixer le langage, que Tarmure influençable soit positive, le fluide naturel du diélectrique est décomposé lentement ; rélectricité négative vient s'accumuler sur la face qui touche Tarmurc infiuença/ntey F électricité positive est repoussée sur la face opposée et neutralise rélectricité négative de l'armure influencée. On a donc ainsi un condensateur double, une batterie par cascade dont la charge dépend tout à la fois du temps écoulé, de la conductibilité intérieure ou ordinaire du diélectrique, et aussi d'une autre propriété que M. Gaugain appelle conductibilité extérieure. Cette dernière conductibilité consiste dans la facilité plus ou moins grande avec laquelle rélectricité se transmet du diélectrique aux armures ou réciproquement.
Lorsqu'elle peut être considérée comme nulle, la valeur maxima de la charge est généralement la même que si l'on substituait au diélectrique un conducteur parfait, tel qu^un métal -, seulement, il faut des heures, des journées quelquefois, pour atteindre cette limite, dans le cas d'un diélectrique isolant, tandis qu'un instant suffit pour l'obtenir dans le cas d'un métal. La charge maxima fournie par un diélectrique isolant peut être huit ou dix fois plus grande que la charge maxima obtenue avec le même diélectrique, lorsque la durée de l'action de la source est limitée à un instant très-court.
. D'après ce qui vient d'être dit, il est aisé de se rendre compte des mouvements électriques qui doivent se produire dans le conducteur destiné à mettre l'armure influencée en communication avec le sol. D'abord, au moment précis où la source (que nous supposons toujours positive) est mise en rapport avec l'armure influençante^ l'armure influencée se charge instantanément d'une certaine quantité d'électricité négative, et une quantité égale d'électricité positive est repoussée dans le sol. De cette première action, exclusivement attribuée à la capacité inductive, résulte un courant dont la durée est instantanée. Plus tard, la conductibilité du diélectrique étant mise en jeu, de la manière indiquée plus haut.
DE L'ÉLECTWCrrÉ. 109
de nouTelles quantités d'électricité négative viennent s'accnmuleT sur rarmore influencée^ et des quantités égales d'électricité positive sont repoussées dans le sol. De cette action résulte un courant dont Tintenaité décroit à mesure que la charge du condensateur approche de la limite, et qui finit par disparaître lorsque la eonducUbilUé extérieure, dont nous avons parlé plus haut, est tout à fait nuQe.
Lorsque cette conductibilité extérieure n'est pas nulle, il s'établit un état d'équilibre quand la quantité de fluide neutre décomposée dans l'intérieur du diélectrique est précisément égale aux quantités qui se reconstituent dans les petits intervalles qui séparent le diélectrique de ses armures. Alors un courant uniforme parcourt le conducteur qui met l'armure influencée en communication avec le sol. M. Gaugain, qui vient tout récemment d'étudier les propriétés de ce courant, a trouvé que son intensité n'est pas proportionnelle k la tension de la source. Lorsque cette tension s'abaisse au-dessous d'une certaine limite 0, le flux dont il s'agit disparait complètement. Lorsque la tension T est supérieure à 0, l'in-
tensité I du courant est exprimée par la formule : I = — ~ — , en dé-
signant par R la somme des résistances du circuit.
M. Gaugain fait remarquer que cette formule est précisément la même qui représente l'intensité du courant, dans le cas où le circuit renferme un liquide électrolysé ; mais il ne suppose pas que la quantité 0 ait la même signification dans les deux classes de circuits que la formule em- •brasse. Dans le cas de Télectrolysation^ la quantité 0 représente la force électro-motrice qui résulte de la polarisation des électrodes. Dans le cas des condensateurs dont nous nous occupons, l'abaissement de tension désigné par 0 ne parait dû qu'à la discontinuité du circuit. M. Gaugain suppose, en effet, que Télectricité se propage alors par voie de décharge disruptive de l'armure au diélectriqueetréciproquement, car il a constaté, par des expériences directes, que la formule citée plus haut est applicable à un circuit qui ne renferme pas de condensateur, lorsqu'il existe quelque part une solution de continuité que Télectricité franchit par voie de décha/rge disruptive (1).
(1) Voir les mémoires de M. Gaagain {Annales de physique et de chimie^ les Mondes» tome i, p. 465, Annales télégroq^hiqueSf etc.)
Induction électro-dynamique. — Lorsque le corps soumis à rinduction constitue un système isolé qui accompagne le conducteur du courant inducteur dans toute sa longueur, tout en en étant tarës-rapproche, un effet par influence se produit également, mais dans des conditions qui peuvent être très-différentes de celles que nous venons d'étudier et qui se rattachent à des effets dynamiques plus ou moins complexes. Toutefois, une différence essentielle existe entre ces deux sortes d'inductions et peut les faire toujours distinguer, quoiqu'elles soient susceptibles de se développer simultanément sur le même conducteur : c'est que, dans un cas, l'effet produit par l'induction pour déterminer une décharge exige une liaison entre le corps inductewr et le corps induit^ tandis que dans l'autre cas les mouvements électriques excités par l'induction ont une complète indépenda/nce et peuvent donner lieu à des décharges au sein même du conducteur induit^ que celui-ci constitue ou non un circuit fermé.
Quel est le mode de l'influence électrique dans l'induction électro-dynamique ? Plusieurs théories ont été émises par différents savants pour en rendre compte, entre autres par MM. Weber, Neymann et Delarive, Mais depuis que les effets par influence ont pu être ramenés à des effets de conduction, il pourrait bien se faire que ces théories ne fussent plus à la hauteur de la science actuelle, ou du moins ne concordassent plus avec cette nouvelle hypothèse. Quoiqu'il en soit, il est certain que les nouveaux phénomènes dont nous parlons ont un point commun avec ceux de l'induction électro-statique, car ils sont en rapport intime avec l'état variable de la propagation électrique,. e< ne se manifestent qu'au moment même où il y a un changement dans Vétat permanent des tensions^ que ce changement provienne d'ailleurs d'une interruption ou d'une fermeture du courant inducteur, d'un renforcement ou d'un simple amoindrissement. Est-ce à dire pour cela que l'effet déterminé par l'induction disparaisse totalement avec le flux électrique qui accompagne chaque variation de l'inducteur ? Rien ne le prouve, car un état statique peut succéder à un ét«t dynamique, et comme ce dernier seul est visible, l'état statique qui survient équivaut extérieurement à une annihilation. Toujours est-il que la ma/nifestation électro-dynamique qui accompagne chaque variation du courant inducteur^ change de sens suivant que Vétat variable de celuici est croissa/nt ou décroissant^ et ce sens est^ comme dans tous les effets par influence^ contraire à celui de V action électrique qui lui a donné naissance. Ainsi, au moment de la fermeture du courant inducteur, le cou-
DE l'électricité. lïf
rant induit qiii enTesalte lui est inverse; il est, au contraire, direct ou de même sens au moment de l'interruption. De même, tous les changements d'intensité du. courant inducteur qui auront pour effet d'augmenter sa tension, déterminera des courants induits inverses^ tandis que ceux-ci seront directs quand ils résulteront d'un affaiblissement da/ns la tension du coura/nt inducteur. Ces courants sont en effets en quelque sorte^ Vexpression de V extinction ou de la naissance du courant différentiel qui a pour effet de constituer le courant inducteur en moins ou en plus.
Si Ton considère maintenant que quand un circuit est enroulé en spirale autour d'une hélice traversée par un courant inducteur, on soumet d'une manière symétrique à l'action inductrice les différentes parties d'un même circuit, on reconnaît aisément que l'effet qui est alors déterminé au sein de l'hélice induite équivaut à celui d'un circuit voltaîque dans lequel on introduirait, aux différents points de sa longueur, un certain nombre d'éléments disposés en tension les uns par rapport aux autres, et on comprend dès lors que la tension des courants induits doit augmenter avec le nombre des tours de spires de l'hélice induite. Par une raison analogue, on conçoit qu'on peut en augmenter la quantité en augmentant le diamètre du fil induit, car on diminue par cela même la résistance de cette espèce de pile.
Il va sans dire que si on veut obtenir de la part de ces sortes de cou* rants une action continue ou du moins une série d'actions qui, par leur succession rapide, puisse donner lieu à des effets continus, il faudra interrompre très-rapidement le courant inducteur, et si l'on veut que ces courants induits agissent dans le même sens, on devra disposer un appareil qui puisse les redresser à travers le circuit sur lequel ils doivent agir, lequel circuit devra naturellement compléter celui du fil induit.
Sans entrer dans les lois qui régissent ces sortes de courants et que nous étudierons d'une manière spéciale au chapitre des générateurs électriques par induction, nous pourrons dès maintenant établir comme loi résultant des actions électriques produites par renforcements ou affaiblissements successifs de la tension d'un courant, effets qui ont été étudiés page 74, que les courants induits auront d'autant plus de tension que Vétat variable du courant inducteur^ dans sa croissance comme dans sa décroissance après chaque fermeture et cha^que interruption du circuit^ sera plus courte ou ce qui revient au même, que les fermetures et les interruptions de ce courant inducteur seront plus brusques et plus nettes.
Nous verrons plus tard que, grâce à certaines réactions secondaires qui font que cette condition est mieux remplie pour les interruptions que pour les fermetures du circuit inducteur, le courant direct a plus de tension que le courant inverse.
Le courant magnétique des aimants réagissant, dans ses effets, sui* les courants électriques comme s'il était un courant électrique lui-même, il était à supposer qu'il devait produire sur les corps conducteurs non magnétiques placés dans son voisinage^ des effets d'induction analogues à ceux que nous venons de constater ; c'est en effet ce qui a lieu, et, chose assez curieuse, cette réaction est même beaucoup plus énergique que celle provoquée par les courants électriques. Comme le courant magnétique circule, ainsi qu'on Ta vu, normalement à Taxe de Taîmant, la disposition des appareils d'induction fondés sur l'emploi des aimants est excessivement simple, car les aimants représentent à eux seuls Phélice inductrice des appareils d'induction électrique, et il ne s'agit, par conséquent, pour faire naître de cette manière des courants induits, que d'approcher et d'éloigner alternativement ces aimants de l'intérieur d'une simple hélice de fil isolé. Nous verrons plus tard comment, à l'aide de certaines dispositions mécaniques, on est parvenu à faire de ces courants, des courants continus susceptibles d'être employés dans les applications électriques ; nous ajouterons seulement, pour le moment, qu'en raison de l'action plus énergique du magnétisme, on a voulu réunir dans les appareils d'induction électrique les deux sortes d'effets et, pour cela on a muni Thélice inductrice d'un faisceau de fils de fer. Ce faisceau, en s'aimantant sous l'influence du courant inducteur, réagit en effet concurremment avec ce dernier, pour renforcer considérablement l'induction.
Comme dans les circuits électriques d'une très-grande longueur, la période variable de la propagation des courants peut donner lieu à des fluctuations électriques différentes suivant les points du circuit où sont faites les interruptions; l'action des courants inducteurs transmis par ces sortes de circuits peut donner lieu à des effets particuliers qui peuvent paraître, au premier abord, anormaux^ mais qui ne sont que la conséquence de la manière même dont l'état variable de la propagation du courant inducteur s'établit dans le circuit. Ainsi, quand on place sur une ligne télégraphique de 500 kilomètres de longueur un appareil d'induction, le sens des courants induits qui sont produits, non-seulement sont différents suivant que l'appareil est placé près de la pile ou à l'extrémité de la ligne.
DE l'électricité. 113
mais varient même suivant le point delà ligne où se font les interruptions du courant. Ces effets s'expliquent facilement si Ton considère que dans les premiers moments de la propagation du courant inducteur, la tension électrique s'abaisse brusquement près de la pile pour aller en augmentant successivement à l'extrmité du circuit; mais à mesure que cette augmentation a lieu, les tensions s'accroissent de nouveau près de la pile jusqu'à leur distribution définitive. Or, il résulte de cette double fluctuation, d'abord que des courants directs correspondent aux fermetures du circuit, quand l'induction se fait près de la pile ; en second lieu, que des courants inverses correspondent à ces fermetures quand l'induction' se fait à l'extrémité opposée; et en troisième lieu, que des courants directs, puis inverses, peuvent correspondre à une même fermeture du circuit quand elle est opérée à l'extrémité de la ligne. Ces effets, découverts par M. Guillemîn, peuvent être très-facilement démontrés en traçant la courbe de la distribution des tensions sur le circuit aux différents instants de la période variable, mais ils se comprennent d'ailleurs parfaitement dès lors qu'on parc de ce principe^ que tout affaiblissement du courant inducteur détermine un courant de sens direct et tout renforcement un courant de sens inverse. Par suite, lorsqu'il y a successivement affaiblissement puis renforcement sous l'influence d'une même cause, il doit y avoir double manifestation électrique en sens inverse.
Quand, au lieu de s'exercer sur des fils, l'induction s'exerce sur des plaques métalliques, les effets deviennent très-complexes et dépendent d'une foule de circonstances particulières qu'il nous est impossible de signaler ici. Nous dirons seulement que cette action est assez puissante ; 1® pour paralyser complètement les effets d'induction que nous venons d'exposer lorsqu'on interpose entre les deux hélices un cylindre métallique ; 2® pour amortir les oscillations d'une aiguille aimantée lorsqu'on place au-dessous une plaque de cuivre rouge ; 3^ pour arrêter même le mouvement communiqué à un disque lorsqu'il est placé entre les pôles d'uft fort électroaimant.
Enfin, quand l'induction s'exerce sur des corps isolants, les effets qui en résultent peuvent donner naissance, dans certaines conditions, à dés courants d'une remarquable puissance, qui ont été l'origine d'une catégorie de générateurs électriques excessivement curieux et aujourd'hui trèsexpérimentés par les savants, sous le nom de machines de Holtz.
Ces différentes sortes de réactions ne jouant qu'un rôle très-accessoire
114 EXPOSÉ DES APPLIGATlOiNS
dans les applications électriques, nous ne croyons pas devoir leur consacrer ici une étude spéciale ; nous renverrons, en conséquence, le. lecteur que cette question pourrait intéresser, aux traités de physique modernes, à ceux de MM. Daguin, Jamin, Ganot, par exemple, et aux mémoires de MM. Holtz, Poggendorff, etc. Nous aurons d'ailleurs occasion de parler des dernières de ces réactions au chapitre des machines électriques.
n nous reste maintenant à examiner les théories qu'on a données des effets de l'induction électro-dynamique, et pour bien préciser la question, examinons d'abord l'action qui serait produite sur un circuit rectiligne par un courant passant à travers un conducteur parallèle à ce circuit rectiligne et qui, étant mobile, s'avancerait jusqu'au contact de ce dernier pour s'en éloigner ensuite. Ce cas revient bien à celui d'un courant qui augmente successivement d'intensité jusqu'à un maximum, pour décroître ensuite de la même manière jusqu'à un minimum, et il est précisément celui d'un courant dont on ferme d'abord le circuit pour l'interrompre ensuite, car les différentes phases de la période variable représentent les effets de croissance et de décroissance successifs que nous avons admis. Nous pourrons donc étudier les phénomènes produits par rinduction dans les cas o rdinaires où celle-ci s'exerce, d'après ceux qui résultent du rapprochement ou de l'éloignement réciproque des deux circuits appelés à réagir l'un sur l'autre.
Or, l'expérience démontre :
1^ Que quand le circuit inducteur s'approche du circuit induit, il se développe dans celui-ci un courant inverse et que ce courant est d'autant plus énergique que le mouvement de rapprochement est plus rapide.
3^ Que quand il y a éloignement des deux circuits, il se produit un courant direct qui est également d'autant plus intense que le mouvement d' éloignement est plus rapide.
Si l'on considère que d'après la direction des courants ainsi produits, les actions dynamiques exercées entre eux et le courant inducteur devraient avoir pour résultat des mouvements contraires à ceux qui sont effectués, puisqu'ils devraient se repousser dans le cas du rapprochement et s'attirer dans le cas de l'éloignement, on arrive à conclure :
1° Que si un courant fixe imprime un mouvement quelconque à un autre qui est mobile, il se développe dans les deux conducteurs, par suite
DE l'électricité. 115
de leur déplacement, des courants induits opposés qui diminuent riûtensite des courants primitifs. L'effet du mouvement produit est donc le même que celui d'une résistance qu'on introduirait dans les conducteurs, ou'que celui d'une force électro-motrice qui serait de signe contraire à -celle de la pile employée.
2** Que si un premier courant qui parcourt un conducteur mobile prend un mouvement de rotation continu, sous l'action d'un second courant qui est fixe, on développera dans la^ partie mobile un courant d'induction continu opposé au premier, en lui imprimant mécaniquement le même mouvement.
3^ Qu'un conducteur soumis à des conditions déterminées de déplacement, p' éprouve aucune induction quand on le fait mouvoir devant un courant fixe ; il est donc, par rapport à ce dernier, dans un état statique.
Ces déductions, établies par M. Lenz, expliquent plusieurs des phénomènes des réactions dynaniques des courants qui seraient inexplicables avec la seule théorie d'Ampère (1) et en particulier certaines expériences de M. Guillemin, dont nous aurons occasion de parler un peu plus tard.
Supposons maintenant que le circuit mobile soit àl'état naturel et qu'on l'éloigné de sa première position d'équilibre, il sera traversé par un courant induit qui l'y ramènerait. Si ensuite on le rapproche de la première position en réloijgnant de la seconde, on obtiendra un courant d'induction inverse du précédent. Il suit de là qu^en faisant tourner ^une manière continue ce circuit autour de son axe, il s'éloignera d'abord de la première position pour venir se confondre avec la seconde, puis s'éloignera de celle-ci pour revenir à la première ; par conséquent, le sens du courant changera à chaque demi-révolution, au moment où le circuit passera par. l'une ou l'autre de ses positions d'équilibre. C'est ce qui explique le développement des courants dans les machines d'induction à rotation.
Les effets que nous venons d'étudier expliquent bien les différentes phases des phénomènes de l'induction électro-dynanique et les conséquences qui peuvent en résulter, mais ils ne rendent pas compte de la manière dont l'influence s'exerce. Suivant M. De la Rive, cette influence
(1) Voirie Trailé de physique de H. Jamin, tomo 111, pages 278 et 277.
proviendrait de Taction des décharges intermoléculaircs qui» selon lui, doivent s'effectuer dans la transmission des courants, et qui ont pour effet de maintenir les molécules du conducteur qui leur sert de véhicule dans un état permanent de polarisation.
(Fig. 26.) ièr^^ ^ A.)
Supposons, pour fixer les idées, qu'on approche un courant AB d'un conducteur àPétAt neutre A'B'. Dans chacune des particules a, 6, etc., le fluide neutre va être décomposé par influence par les fluides polarisés de la particule de AB la plus rapprochée, et cela aura lieu dans toutes les parties de A'B', assez rapprochées de AB pour éprouver Tinduction. Quant aux molécules extrêmes n n\ qui sont en dehors de la partie induite, elles seront polarisées par les actions des fluides de noms contraires des molécules extrêmes m, m' de la partie induite, se déchargeront mutuellement et formeront ainsi dans la partie non induite A'B'R du circuit fermé un courant instantané marchant en sens contraire du courant inducteiu*.
Si le circuit n'est pas fermé, on ne pourra évidemment pas constater ce courant induit, mais les extrémités w, m' du fil induit seront chargées d'électricités contraires, à la manière d'une pile composée de plusieurs éléments dont les pôles ne sont pas réunis. Mais si le circuit est fermé par un fil R, ou s'il est disposé de manière àpermettreàune décharge de s'effectuer, il n*en sera plus de même, et un courant de sens inverse au courant inducteur traversera le circuit ; toutefois, le mouvement électrique ne pourra être qu'instantané, car les réactions réciproques de ces polarités ainsi développées tendront à créer un état statique que M. Faraday a désigné sous le nom à*€ial électro Ionique et qui paralysera Faction dynamique. Or, il résultera de cette réaction un double effet : la partie A!bB'
DE l'électricité. 117
directement exposée à Vinduction restera polarisée et la partie A'RB' reviendra à Vétat neutre. Supposons maintenant que le courant inducteur soit interrompu, la polarisation de la partie Â'^B' ne pourra plus subsister, et dans ce retour à Tétat neutre, les molécules extrêmes «i, mi de la chaîne se trouveront chargées d*une seule et même électricité qui sera positive en w et négative en w', et qui donnera lieu dans la partie ATRB' à un courant dirigé de A' en B', en sens contraire du premier, c'està-dire dans le même sens que le courant inducteur. Si Ton considère que le premier courant, c'est-à-dire le courant inverse doit, avant de s'établir, vaincre toutes les résistances du circuit, c'est-à-dire celle de la partie A'6B' aussi bien que celle de la partie A'RB', tandis que le second n'a par le fait à vaincre que la résistance A'RB', on comprend pourquoi le courant direct a plus de tension que le courant inverse.
Si on voulait embrasser tous les phénomènes de l'induction dans une même théorie philosophi que, on pourrait, ce me semble, considérer l'induction électro-dynamique comme Vexpression du mouvement qui s" accomplit dans Vétat électrique d'un corps ^ pour se mettre en état d'équilibre électrique avec le corps électrisé qui l'influence ; Vinduction électrostatique serait alors Vaction qui succède à cet état d^ équilibre, établi, et, comme chaque changement dans les rapports réciproques des deux corps dont l'état électrique se trouve ainsi équilibré, entraîne de nouvelles conditions d'équilibre qui donnent toutes naissance à un mouvement électrique, il en résulte que tout changement dans l'intensité électrique de l'inducteur, tout rapprochement ou tout éloignement de l'inducteur et (ie l'induit, doivent donner naissance à un courant d'induction qui devra être dans un sens différent, suivant que ces changements s'effectueront de manière à constituer l'action induisante en plus ou en moins. Or, comme les lois d'équilibre entraînent toujours l'intervention de deux actions contraires, on peut établir comme principe général : que toute action donna/nt lieu à un changement dans Vétat d'équilibre électrique de deux corps^ dont Vun est électrisé, doit provoquer dans celui qui en subit Vinfluence, une action dynamique de sens contraire qui pourra être un courant, si le mouvement produit pour constituer V équilibre s'effectue dans le sens de la longueur du corps ainsi influencé^ ou' un effet de condensation^ si ce mouvement s'effectue dans un sens normal à cette longueur^ mais qui ne se produira qu'au moment même oit ce change-
ment (Tétai électrique se manifestera; car aussitôt après^ Féquilibre entre les rapports électriques des deux corps se trouve rétabli.
Il nous a paru opportun d'exposer ces considérations générales, cîar le plus souvent les effets d'induction électro-Jynamique sont unis anx effets d'induction électro-statique, et leur grandeur relative dépend surtout de la disposition des circuits. Sur les câbles sous-marins les effets d'induction électro-dynamique se montrent à un degré assez faible quand le câble est immergé, mais ils deviennent un peu plus marqués quand le câble, recouvértde son enveloppe métallique, est isolé. D'un autre côt4, dans les appareils d'induction , la condensation électro-statique se retrouve d'une manière parfaitement caractérisée, et peut même donner lieii à des décharges directes quand on réunit le fil induit au fil inducteur, quelque parfaite que soit d'ailleurs la couche isolante entre les deux fils. Il est évident que tous ces effets ont des rapports communs qui doivent les ramener tous à un même principe, et quand la science sera assez avancée pour qu'on puisse embrasser d'un même coup d'oeil l'ensemble de tous les phénomènes, on sera étonné de la simplicité du principe ainsi que de la fécondité de ses conséquences.
Indaction moléculaire. — L'induction électro-dynamique ne se borne pas à l'action générale exercée sur toute la masse des corps qui s'y trouvent exposés, elle peut agir plus profondément, si je puis m'exprimer ainsi, en tendant à développer sur les molécules mêmes qui les composent des mouvements électriques finis, ayant pour effet de constituer des polarités moléculaires ou atomiques analogues à celles qui se développent dans une hélice voltaïque ou Solenoide^ comme la désigne Ampère. Il est toutefois, dans ce genre d'induction, un caractère particulier qui établit entre elle et l'induction électro-dynamique proprement dite, une différence assez considérable pour rendre les effets produits complètement différents. Ce caractère est que, dans l'induction électro-dynamique proprement dite, les mouvements électriques déterminés sont éphémères, tandis que dans l'induction qui nous occupe en ce moment et que nous appellerons induction moléculaire^ ces mouvements sont continus et durent non-seulement aussi longtemps que la cause qui leur a donné naissance persiste, mais même d'une manière indéfinie dans certains cas. Cette différence d'action tient précisément à ce que l'induction, s' exerçant dans ce cas sur des particules matérielles distinctes soumises à des
DE l'électricité. 119
actions physiques particulières qui en ont déterminé dans rorigîiie la structure et le mode d*agrégatîon, agit plutôt comme force directrice que comme force induisante^ et d'après les résultats de Texpérience, ces effets semblent dépendre d'une certaine force appelée coercitive ayant une relation avec la dureté des corps^ l'espacement et la conductibilité de leurs atomes moléculaires, et une certaine analogie avec la force d'inertie.
Plusieurs savants ont proposé des théories générales, qui permettent de relier ensemble les différents phénomènes qui se rattachent aux différentes sortes d'inductions, mais de toutes ces théories, celle qui satisfait le plus Fespritetqui est la plus acceptée par les savants, est celle do MM. Webcr et De la Rive, que nous allons essayer de résumer le plus clairement qu'il nous sera possible.
Suivant MM. Weber et De la Rive, on doit admettre d'abord que chaque atome de la matière possède une polarité électrique et naturelle fournissant un pôle différent aux deux points opposés d'un même diamètre^ qui sera, si l'on veut, l'axe autour duquel a pivoté l'atome an moment de sa formation. Il en résulte conséquemment un mouvement des deux fluides électriques l'un vers l'autre par la surface de cet atome, qui constitue un courant opposé à celui qui le traverse intérieurement et qui établit son état d'équilibre. Ces atomes étant groupés et réunis de manière que les polarités électriques contraires soient en opposition les unes aux autres, constituent autour de la molécule qu'ils forment un courant électrique circulant autour d'elle. Mais pour que ce courant s'établisse ainsi autour de chaque molécule, il faut que les atomes soient, par suite de la constitution physique du corps, très-rapprochés. S'ils sont éloignés, il ne peut s'établir chez eux de chaîne électro-atomique naturelle, et ils sont par conséquent dans cet état d'équilibre où leurs courants extérieurs neutralisent le courant intérieur le long de leur axe. Dans le premier cas, les particules livrées à elles-mêmes s'arrangent de façon que ces courants se neutralisent tous mutuellement pour satisfaire aux lois de leurs attractions et répulsions réciproques, ainsi que l'a admis Ampère, et elles constituent les corps magnétiques. Mais ces courants individuels étant surexcités par l'action, par influence d'un courant électrique ou le courant magnétique d'un autre aimant, se disposent parallèlement suivant les lois des réactions réciproques des courants, en faisant pivoter les molécules autour de
leur axe (1), et raimantation se trouve alors produite. Cette aimantation est persistante ou temporaire, suivant qu'une force à laquelle on a donne le nom de force coercitive est plus ou moins développée.
Nous remarquerons toutefois que, dans cette hypothèse, il est un élément dont l'action peut changer les résultats précédents, c'est la conductibilité des atomes. En effet, si cette conductibilité est assez grande pour que les électricités polaires se neutralisent à la surface même des atomes, elles ne peuvent se réunir à celles des atomes voisins, et le courant élec trique moléculaire n'existe plus ; ce cas devient alors le même que celui dans lequel les atomes sont éloignés les uns des autres. Voilà pourquoi le cuivre et le zinc ne sont pas magnétiques, tout en ayant leurs atomes rapprochés ; mais si on empêche cette conductibilité en combinant ces corps avec de F oxygène et du chlore, ils deviennent magnétiques. La même hypothèse rend compte également de la destruction du magnétisme par la chaleur, car Tintervention de cet agent physique a pour effet d'écarter les atomes (2) .
Quand les atomes des corps sont écartés par une cause quelconque.
(1) D*après les expériences de plusieurs savants, l'aimantation pro duit en effet une action matérielle sur les molécules des corps magnétiques, qui se traduit par une modification dans leur longueur ; seulement on n'est pas d'accord sur le sens de cette modification.. Les uns, comme MM. Joule, Tyndall, ont trouvé que sous l'influence magnétique le barreau s*allonge (voir les Mondes, tome VI, p. 622). D'autres, comme M. Trêve, ont reconnu qu'il se contracte (voir les Mondes, iome XVII, p. 581). Enfm d'autres, comme M. Edlund, ont remarqué que quelques-uns de ces barreaux s'allongent et d'autres se contractent. Quoi qu'il en soit, ce mouvement annonce une action moléculaire, car la force coercitive qui se développe en même temps que ce mouvement, communique au fer le plus doux la dureté de l'acier. D'un autre côté, d'après les expériences de M. Edlund, la présence d'un courant électrique dans un corps conducteur détermine, indépendamment des effets calorifiques qu'il peut produire, un allongement qui lui est particulier (voir les Mondes, tome WII, p. 25). Serait-ce un effet de ce genre qui serait produit dans les aimants ? . . . .
(2) J'ai fait, en 1852, une expérience décisive à cet égard, en suspendant au centre d'une hélice voltaïque parcourue par un fort courant, un cylindre de fer chauffe au rouge blanc. Le magnétisme développé par lui était à peu près nul dans cet état, mais à mesure que le fer refroidissait, il devenait de plus en plus énergique jusqu'à son complet refroidissement. Il est vrai que la résistance de l'hélice qui diminuait au fur et à mesure du refroidissement, rendait encore l'action du courant plus efficace.
Eu 1868, M. Trêve a voulu répéter cette expérience sur de la fonte en fusion et il a trouvé que celle-ci avait acquis, sous l'influence du courant, un fort degré d'aimantation. J'avoue que cette expérience a lieu de m'étonner et semblerait indiquer une action différente entre les corps magnétiques à l'état solide ou à l'état liquide ; peut-être aussi cet effet est-il dû à une nature spéciale de la fonte (voir les Mondes^ tome XIX, p. 219).
DE L'ÉLECTRICITIÎ. 121
soît par leur nature propre, soit par la chaleur, ils ne peuvent donner lieu, ainsi qu'on Ta vu, à la création de courants moléculaires ; par conséquent, la réaction extérieure d'un courant, soit voltaïque, soit magnétique, ne pourra pas déterminer d'aimantation. Hais si ce courant est assez énergique et qu'il réagisse sur des corps naturellement dans ces conditions et appelés corps dia-magné tiques, il pourra déterminer chez ceux de leurs atomes qui somt les plus rapprochés de lui une direction telle, que leur axe devienne parallèle à sa propre direction, et qu'en même temps leurs pôles soient tournés en sens contraire de celui des particules polarisées du conducteur du courant. Ces atomes ainsi dirigés sous cette puissante influence^ obligent à leur tour les autres atomes de la molécule dont ils font partie à se diriger de- façon à se correspondre par leurs pôles opposés, et à former ainsi une chaîne électrique dont le courant aura nécessairement un sens contraire à celui du courant extérieur, puisque ce sens est déterminé par les premiers atomes qui sont soumis directement à Faction de ce courant.
Les choses se passeront de même pour les autres particules du corps dia-magnétique, de sorte qu'elles se trouveront entourées, du moins toutes celles qui seront sous l'influence extérieure, de courants électriques ayant une direction contraire à celle des courants qui agissent sur elles et qui produiront nécessairement une répulsion. Telle est la théorie des phénomènes dia-magnétiques qui ont occupé, il y a une quinzaine d'années, tous les savants et qui se rapprochent d'ailleurs des phénomènes de Tinduction proprement dite.
Suivant M. De la Rive, Tinduction dynamique d'un courant sur un corps conducteur ne diffère de la réaction dia-magnétique qu'en ce que cette dernière ne s'exerce que sur les molécules dia-magnétiques directement impressionnées, tandis que l'induction dynamique s^e manifeste sur le conducteur tout entier. Toutefois, dans les effets qui sont produits, il y a des dififérences assez marquées : ainsi, l'action dia-magnétique dure aussi longtemps que le courant qui lui a donné naissance, tandis que dans
Une exp^'rience de ce genre, faite à ScheCfield en Angleterre, ne mentiopne pas ce fait ; elle indique seulement que le fer en fusion, sous une forte influence magnétique, se met à bouillonner avec production de bulles, que Topération métallurgique est accélérée avec économie de combustible et que le fer acquiert une grande dureté et une grande ténacité, ce que n*a pas reconnu M. Trêve (voir les Mondes, tome XIV, p. 145).
rinduction proprement dite les courante développés sont instantanés. D'un autre côté, Tinduction proprement dite se manifeste aussi bien sut les corps non conduct.eurs que sur les corps conducteurs, tandis que Taction dia-magnétîque qui donne naissance à dés courants d'une grandeur finie, ne peut être produite que dans des corps conducteurs.
D'après la théorie d'Ampère, la création des aimants électriques ou magnétiques se trouve expliquée et les effets qu'ils exercent deviennent les conséquences des lois dynamiques qui' régissent les réactions réciproques des courants. Ainsi, les pôles de noms contraires s'attirent parce que les courants des solenoîdes ainsi opposés l'un à l'autre marchent dans le même sens et sont parallèles ; l'inverse a lieu quand ils sont de même nom, parce que cette marche des deux courants est contraire, enfin toutes les autres réactions des aimants entre eux, ou par rapport aux courants électriques, peuvent être expliquées par suite de cette hypothèse. Toutefois, il ne faudrait pas être trop exclusif à cet égard, car ces effets dynamiques peuvent se compliquer de certaines réactions statiques, comme cela a lieu pour l'électricité, et donner lieu à des effets secondaires qu'il serait impossible d'expliquer avec la théorie d'Ampère. On peut cependant très-bien concilier ensemble les deux genres d'effets, en attribuant aux molécules magnétiques des actions polaires analogues à celles qui sont produites par les pôles des aimants, et qui cherchent, étant une fois développées, à se mettre entre elles dans un état d'équilibre statique réciproque, analogue à celui qui, dans la théorie d'Ampère, préside à l'équilibre dynamique de tous les courants préexistants, et qui doit avoir pour résultat final de distribuer toules les polarités de même nom d'un côté de l'aimant et toutes les polarités contraires du côté opposé. Les conditions d'équilibre de ces polarités n'entraînent d'ailleurs qu'une inclinaison des axes magnétiques pour chaque molécule, et cette inclinaison n'altère en rien les conséquences de la théorie d'Ampère, pas pins que l'hypothèse d'une action statique magnétique n'entraîne comme conséquence le déplacement des fluides magnétiques d'une molécule à l'auire. n en résulte seulement qu'il peut y avoir surexcitation de force dans une même molécule, par suite d'une action par influence dans laquelle les parties contiguës de deux molécules joueraient le rôle des armures d'un condensateur, et la force coercitive le rôle d'isolant. Je n'insisterai pas davantage sur cette théorie^ que j'ai longuement développée dans mon étude du magnétisme et à laquelle plusieurs physiciens tendent maintenant à rêve-
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nir^ puisqu'ils finissent par reconnaître dans le soit-disant magnétisme rémanent, deux effets différents. Nous reviendrons d'ailleurs sur cette question au chapitre des électro-aimants (1).
