ACTIONS ÉLECTRO-DYNAMIQUES

en particulier, la polarité magnétique? On a tellement abusé de cette expression, qu'un esprit [ositif hésite à l'accepter, si préalablement elle n'est pas rigoureusement définie ; or Œrstcd avait négligé ce premier point. 2** La théorie de la polarité dans certains cas, dont nous parlerons plus loin, oblige à admettre une force agissant perpendiculairement à la ligne conduite du centre d'attraction au point attiré ; hypothèse contraire aux lois qui régissent toutes les autres forces, car leur action s'exerce constamment suivant la ligne droite passant par les points sollicités.

Ampère, guidé par certaines idées sur la constitution de la ma- Aimanu tière, retourna Thypothèse d'Œrsted, et il regarda les aimants coulinû. comme formés par des courants. L'idée mère de la nouvelle théorie fut cette considération que la terre fonctionne comme un vaste aimant, et qu'il est fort probable que ses propriétés magnétiques sont la résultante des nombreux courants électriques développés dans le globe terrestre par des actions chimiques et thermiques ; étendant son raisonnement aux aimants en général, il réussit à reproduire tous les phénomènes magnétiques à l'aide de simples spirales de fils de cuivre parcourus par des courants, nommés solénoides. Le compobUion point de départ de son raisonnement était le fait d'expérience suivant : si un conducteur présente des sinuosités peu prononcées, son action est semblable à celle d'un conducteur rectiligne, ayant mêmes extrémités que le fil sinueux; ceci posé, il en conclut que la composition des forces génératrices du courant s'opérait suivant les règles connues de la statique ordinaire; seulement on devait tenir compte, et des attractions variant en raison inverse du carré de la distamce, et de la direction du courant dans le conducteur. Par ses recherches analytiques, Ampère arrira ensuite à une conclusion extrêmement importante. Deux éléments de courant infiniment petits s'attirent en raison composée directe de leurs intensités respectives, inverse du carré des distances, et directe d'une certaine fonction des angles formés par leurs directions. Nous devons remarquer, au sujet de cet énoncé, que l'action entre deux courants angulaires peut-être remplacée par deux autres : une attractive entre les éléments parallèles en lesquels se peuvent décomposer les courants; une autre, répulsive entre deux éléments placés sur une même ligne droite, et ces actions partielles sont (7ans un rap-

Lois

dot, actions

r&t iproquna

(ic-i courants.

Relation (les deux tlicorio».

Rotation tlc3 mil ants.

port constant — ^. Par suite, les parties consécutives d'un même courant se repoussent.

D'où résultent les lois suivantes pour les courants Hnis :

l** Deux courants parallèles s'attirent quand ils sont de même sens et se repoussent quand ils sont de sens contraire.

2** Deux courants angulaires tournent autour de leur perpendiculaire commune jusqu'à devenir parallèles et de même sens.

3° Deux systèmes de courants circulaires parallèles fixés à un même axe perpendiculaire à leur plan {soléndides) s'attirent et se repoussent mutuellement à la manière de deux aimants.

4^ Les aimants ont toutes les propriétés des solénoïdes.

Les faits observés par Œrsted rentraient ainsi dans la théorie générale en qualité de cas particuliers, et leur explication ne nécessitait pas de recourir à des principes autres que ceux reçus en mécanique pour la composition des mouvements.

Mais à bien examiner les choses, jusque-là la question avait été simplement retournée, Œrsted assimilant les courants à des aimants, Ampère, au contraire, assimilant les aimants à des courants. De telle sorte qu'on traitait, dans un cas comme dans l'autre, de phénomènes statiques, de phénomènes d'équilibre entre forces que Ton peut concevoir émaner de centres fxxes^ et ainsi on ne sortait pas du cercle des forces connues jusqu'alors. On ne tarda pas à faire une série de découvertes d'un genre tout nouveau, qui fournirent des données fort utiles pour déterminer la vraie nature des phénomènes déjà connus. Nous voulons parler de la rotation continue des aimants, constatée par Faraday.

Cette expérience remarquable, résultat d'idées théoriques fausses, fut bientôt suivie par une autre que Savary déduisit de la théorie rationnelle et des formules d'Ampère. Il montra que les mêmes phénomènes de rotation s'observent sur les conducteurs traversés par les courants.

Si (fîg. 25) l'on fait flotter un aimant cylindrique ah dans une masse de mercure, en le lestant au moyen d'un morceau de platine p, de telle sorte que son axe soit vertical, lorsque, par les conducteurs A, C, D, on dirige un courant énergique à travers l'aimant et le mercure, l'aimant prend un mouvement de rotation assez rapide, bien que le mercure, à cause de sa grande densité,

ACTIONS El ECrnO-DYNAMIQUES. 283

exerce sur lui un frottement très-nolable. Bien plus (fig. 24), en plaçant simplement les rhéophores en deux points différents du mercure, l'un au centre en G, l'autre à la circonférence en E, l'aimaot flotteur présente un double mouvement de translaUon el de rotation qui rappelle à l'esprit les mouvements planétaires, et tout cela malgré la résistance énorme du bain mélalltque. Ces faits conduisirent à admettre entre l'aimant et le mercure une force tangentielle perpendiculaire a la droite qui réunit les deux corps. Mais Ampère montra que cette action tangentielle n'est pas primitive, qu'elle est réellement un effet secondaire, facile à expliquer.

Fig. «s. Fin- u.

d'après les lois connues des courants électriques, pourvu que les conducteurs ne forment point un circuit parfaitement fermé, car, dans ce cas, les courants agissent exclusivement comme forces dirigées vers un centre fixe, et sont dès lors incapables de produire la composante tangentielle et l'accroissement de force vive. En noui-o»Jc> confirmation de celte théorie, il a construit un appareil dans lequel un conducteur mobile tourne continuellement par l'action d'une spirale circulaire. Toutes ces questions furent constamment traitées d'après les principes de la composition des forces que l'on considère habituellement en mécanique ; de telle sorte que les forces transversales, admises d'abord pour expliquer certains phénomènes, furent complètement abandonnées, les faits signalés rentrant dans les règles ordinaires.

Ces faits sont importants au point de vue théorique; ils ne nous

Travail du cotiraiil.

Iirconnii par Ainpi^ro.

Lo courart «>sl lin état (lyiiattiiquc.

apprennent pas encore à la vérité en quoi consiste ce que l'on nomme un courant, mais ils nous montrent que les conducteurs ne sont pas dans Tétat de simple équilibre statique, nommé ordinai rement polarité ; ils présentent une autre activité, susceptible de vaincre la résistance des frottements exercés par les milieux dans lesquels ils sont immergés, et ils sont animés par une force produisant un travail, par une force qui leur restitue la force vive absorbée par les frottements. Dans la polarité les forces développées sont toujours réductibles à des systèmes de forces dirigées vers des centres fixes : durant le cercle complet de leur action, elles ne peuvent pas produire un accroissement de force vive, elles sont donc insuffisantes pour expliquer la nombreuse classe des faits en question.

Ampère reconnut parfaitement l'importance de ces découvertes, et il écrivait : « Un mouvement qui se continue toujours dans le même sens, malgré les frottements, raatgré la résistance des milieux, et ce motivemetit produit par raction mutuelle de deux corps qui demeurent constamment dans le même état, est un fait sans exemple dans tout ce que nous savions des propriétés que peut offrir la matière inorganique ; il prouve que Faction qui émane du conducteur voltaïque ne peut être due à une distribution particulière de certains fluides en repos dans ces conducteurs, comme le sont les attractions et les répulsions ordinaires. On ne peut attribuer cette action qu'à des fluides en mouvement dans les conducteurs qu'ils parcourent, en se portant rapidement d'une des extrémités de la pile à l'autre ^ »

Ces faits prouvent que ce que nous avions nommé courant est un véritable état dynamique de la matière^ c'est-à-dire un mouvement s'accomplissant à l'intérieur du conducteur. Reste maintenant à chercher de quel genre est ce mouvement*. Evidemment ce ne peut être par un simple mode de vibrations, car dans les mou-

* Recueil d'ohservatiomt é.hctvo-dijnamiques, p. 205, 8 avril 1822, el p. 297.

• n est surprenant de voir Grove sur un point nussi capital recourir encore iiiix forces transversales, alors que l'impossibilité (Vcxpliquer les expériences d'Ampère i i'aide de ces forces est démontrée. Bien plus, les tiavaux de l'illuslre physicien fr«nçais ne sont cités nulle part dans le livre Sur la corrélation (Irs forces ]>hysiques (voir page 157). l\ est aisé de proFenler une théorie sous un jour ravornble en laissant dans Tombre les points difficiles. Nous sommes surpris encore de voir un physicien illustre, M. Gantoni, recourir aux polarités.

ACTIONS ELECTRO-DYNAMIQUES. 285

Ycments vibratoires la force vive du système devenant périodique* ment nulle, ils ne peuvent donner comme résultante extérieure un mouvement de translation : ici la vibration doit s'accompagner d'une véritable translation moléculaire, ou, comme le disait fort bien Ampère, d^un mouvement de fluides.

Avant de quitter le passage d'Ampère que nous venons de rapporter, faisons remar(|uer la première partie imprimée en italique. Dans ces lignes, l'auteur, parlant le langage de son époque, semble admettre que les corps d'où émanent les forces génératrices du courant demeurent dans un état invariable; opinion reconnue aujourd'hui manifestement erronée. Nul courant électrique ne peut se produire sans une modification correspondante de la substance constituant l'électromoteur; dans la pile cette modification consiste en une altération chimique des liquides et de l'un des métaux employés. Lorsqu'on veut établir une pile, le contact des éléments est nécessaire, car il assure la conduction de la force électrique; peut-être, et c'est déjà beaucoup dire, il ajoute à l'action électromotrice, mais les phénomènes électro-dynamiques nous apprenant que le courant, dans certains cas, produit du travail d'une façon continue, et ce travail ne pouvant être créé de rien, il prend donc sa source au sein de l'appareil qui fournit le courant ; dans la pile, celte source est indubitablement Taltération chimique de ses éléments. Nous pouvons des à présent regarder comme tranchée la fameuse question de savoir quelle est Tinfluence du contact des métaux dans la pile. Ampère conclut franchement que ces phénomènes sont dus au transport d'un fluide, et, suivant nous, il a raison; mais cette hypothèse a été combattue par certains physiciens qui attribuent le développement du courant à un mouvement vibratoire. Afin d'être à même de décider la question, il nous faut préalablement étudier plus sérieusement l'origine et la propagation du courant. En ce moment nous nous abstiendrons de prononcer entre les deux hypothèses ; toutefois la production de mouvements, que des résistances et des frottements incessants ne parviennent pas à détruire, nous oblige à regarder la pile comme une machine en activité, dans laquelle la force est engendrée en certains points, absorbée en d'autres ou plutôt transformée en tra-

Reinarque iinporUtulc.

Source du couiaiil.

La pile

vérilab'e

machine en

ad Évité.

vail extérieur, travail qui peut être très-difTérent de celui obtenu avec les machines ordinaires, mais dont le développement est soumis aux lois générales de la dynamique. Même les phénomènes électrostatiques nous donnent du travail mécanique comme ceux du tourniquet électrique, des atfractions et répulsions, et du mouvement qui s'obtient sur le disque d*une machine de Holtz lorsqu'elle est mise en relation avec le disque d*une machine ordinaire. Mais la source de ces travaux est le travail même qui est employé à produire l'électricité, et ce ne sont que des transformations de travail, obtenues soit par la diffusion de Pair par les pointes, soit par rinduction, etc. Ainsi donc les mouvements ampériens supposent dans la pile un travail qui se transforme en mouvement mécanique dans les organes de ses machines. Ce travail sera encore plus manifeste dans les phénomènes que nous allons examiner.

CFÏAPITRE III

EFFETS CALORIFIQUES DU COURANT. — NOTIONS QU'lLS NOUS FOURNISSENT