APPAREIL POUR LA BIESURE DE L'INTENSITÉ DES CHAMPS MAGNÉTIQUES

Par M. A. COTTON.

I. — Les appareils employés pour la mesure directe, en valeur absolue, des champs magnétiques, se rattachent à deux méthodes distinctes.

Dans la première méthode, on ulilise un phénomène d'induction produit par le déplacement dans le champ d'un conducteur mobile. On mesure alors : soit la quantité d'électricité mise en mouvement lors du déplacement (emploi d'une bobine retournée dans le champ, ou tirée hors du champ, et d'un galvanomètre balistique) ; soit la force électromolrice qui correspond à une vitesse connue d'une portion de conducteur (appareil de M. Bouty, récemment décrit dans ce journal) {^),

Dans la seconde méthode on mesure l'action mécanique exercée par le champ sur un circuit mobile parcouru par un courant connu. Cette méthode de mesure exige seulement, comme appareil de mesure électrique, un ampèremètre étalonné: or le champ est lé plus souvent créé lui-même par un courant dont il faut connaître la valeur (^).

Cette seconde méthode a été appliquée par différents physiciens. Certains d'entre eux (Stenger, K. Angstrôm) ont employé une bobine placée dans le champ et qui tend à se renverser sous l'action de celuici : ce procédé n'est plus applicable lorsque l'entrefer est étroit. D'autres ont cherché à réaliser un élément de courant placé dans le champ à étudier : MM. Leduc, HouUevigue, Miot, etc., ont utilisé à cet effet le galvanomètre à mercure de M. Lippmann en déterminant aussi exactement que possible, pour les mesures absolues, V épaisseur de la cuve (^). D'autre part, M. Eric Gérard a décrit un mesureur de champs magnétiques^ où une partie d'un fléau de balance est parcouru par un courant qui lui arrive par des fils souples. Ce fléau est engagé dans le champ, et l'action qui s'exerce sur lui est mesurée par des ressorts

(i) Voir, pour les détails, un article publié dans l'Éclairage électrique.

(2) Bouty, Journal de Phys., 3* série, t. Vil, p. 253 ; 1898.

(3) De plus, comme on le verra, on peut souvent utiliser le môme courant pour exciter l'électro-aimant et pour mesurer le champ.

(*) Au plus ('gale à la distance entre les pièces polaires.

tarés au préalable : c'est à ce dernier appareil que se rattache plus

particulièrement celui dont je vais indiquer le principe (*).

IL — Imaginons im champ magnétique, uniforme, d'intensité 5C C. G. S. et un élément de courant de longueur l centimètres, d'intensité t ampères, dirigé perpendiculairement aux lignes de force du champ. Pour fixer les idées, les lignes de force seront horizontales et perpendiculaires au plan de la figure et l'élément de courant sera situé horizontalement dans ce plan. Sur cet élément s'exerce une force perpendiculaire au plan passant par le courant et par les lignes de force, qui sera, par conséquent, dans le cas que j'ai supposé, verticale. La valeur de cette force est

ou bien

Tout se passe donc comme si le poids de l'élément de courant était augmenté (ou diminué, suivant le sens du courant) de f grammes.

Si, par exemple, le champ est de 10.000 C. G. S., la longueur/ de 1 centimètre, le courant /de 1 ampère, la force /" dépasse quelque peu, comme on le voit, i gramme. On pourra donc la mesurer dv-ectC' ment^ et avec précision, avec une balance.

Si le champ est plus faible, la mesure se fera encore avec précision, même sans employer une balance très sensible, si l'on peut augmenter la valeur de la longueur l ou Vintensité du courant i. C'est ce que j'ai cherché à réaliser. J'y suis arrivé en employant, non pas un élément de courant mobile, mais une sorte de bobine plate, pouvant être formée de plusieurs spires, et disposée de telle manière que, seule, l'action exercée par le champ sur un de ses côtés intervienne dans la mesure.

III. — Un dispositif qui se présente tout naturellement à l'esprit

(>) Sous sa Torme actuelle, il ne convient qu'aux champs magnétiques dont les lignes de force sont voisines de l'horizontale, mais cette condition peut ôlre facilement remplie par les appareils ordinaires de laboratoire (aimants ou électro-aimants).

C^) Je prends ici, pour la valeur de l'accélération delà pesanteur 981 centimètres par seconde. En réalité, c'est la valeur de^ au lieu où on opère, qui intervient dans la formule. En comparant avec précision une action électromagnétique bien constante, à l'action que la terre exerce sur une masse connue, on pourrait faire des mesures relatives de l'accélération de la pesanteur aux différents points du globe.

Celte remarque s'applique évidemment aux électrodynamomèlres balances.

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est le suivant : Imaginons (/îy. 1) qu'on suspende à un plateau d'une balance hydrostatique (^) un cadre ABCD, de forme rectangulaire,

aHd

FiG. t.

dont les côtés verticaux AD, BC soient très allongés. Le côlé AB est placé dans le champ à mesurer de façon à couper les lignes de force à angle droit; le côté CD est placé au-dessus et se trouve assez loin pour qu'on puisse négliger le champ qui existe dans cette région f-^). Supposons qu'un courant, arrivant par des fils souples attachés en C et D, circule dans le cadre : l'action exercée sur CD est négligeable, les actions subies par les côtés verticaux sont nécessairement des forces horizontales qui ne sont pas transmises par le fil de suspension; il n'y a donc à considérer que l'action sur le côté AB : c'est la force f dont nous avons indiqué la valeur. Si l'on connaît la longueur l de AB, on aura immédiatement la valeur du champ en mesurant la force ^ par la formule :