CHAPITRE III

l'induction électrique

La production des courants électriques à Taide de machina ^ repose sur un ensemble de découvertes que nous allons raf^' peler sommairement, pour faire comprendre le mode de fonc-^ tionnement de ces machines. En juillet 1820, Œrstedt, physi-' cien danois, observa la déviation que produit sur une aiguille aimantée Tapprochc d'un aimant ou d'un circuit fermé, parcouru par un courant électrique. L'analogie entre le magné* tismc et rélectricité se trouvait des lors établie. Le H septembre suivant, rexpéricncc d'Œrstedt fut répétée devant rAcadémie des Sciences par M. de la Rive, et quelques jours après, le 20 septembre, Ampère découvrit les actions mutuelles que deux courants exercent l'un sur l'autre; il constatait également les actions des courants sur les aimants et leur réciprocité absolue, si importante à considérer dans toutes les applications de l'électricité. Le 25 septembre, Arago découvrait que les courants ont la propriété de transformer en aimant un barreau do fer ou d'acier; il inventait ï électro-aimant, en même temps qu'Ampère établissait la théorie du magnétisme en* se basant sur Tanalogie des propriétés que possèdent les aimants et los solénoïdes. Ici l'observation de la réciprocité resta en défaut, et ce ne fut que dix ans plus tard, en 1830, que Faraday, physicien anglais, découvrit Viudiiction^ c'est-à-dire la propriété que possèdent les aimants de faire naître des courants électriques dans un circuit métallique. C'est surtout à l'emploi de cette

EXPÊRrESCES DE FARADAY. 239

dernière et magnifique di^couverle que riilectricilé doil les progrès extraordinaires dont l'Exposition d'éleclricilù de Paris en 4881 contenait tant de magnifiques témoignages.

Les deux figures ci-jointes représentent les expériences, aujourd'hui classiques, -que Faraday exécuta, soit avec un aimant, soit avec une bobine en lil de cuivro parcourue pav un courant. Rappclons-en les résultats.

Lorsque l'on plonge, dans une bobine garnie d'un lil lin cl

Pig. lit. Ëx]>érience do F:

long dont les spires sont isolées, une deusiî>me bobine plus petite, garnie d'un lil gros et court cl traversée par un courant (fig. i 14), i! se produit instanlanémenl dans !e lil do la première un courant énergique, marchant en sens inverso du courant do lapetito bobine : on le nomme cpwffnï inverse; ce courant cesse avec le mouvement, et tant que la petite bobine, toujours traversée par son courant, reste immobile dans la grande, il n'y a pas de courant produit, mais au moment où on la retire, il se produit dans le fil de la grande bobine un autre courant, dirigé cette fois dans le même sens que le courant do la petite, et nommé pour cotte raison courant direct.

Le courant de la petite bobine est appelé courant inducteur;

Î30 l-'INDrCTroN ÉLECTniQLE.

ceux qui sont produits dans la grosse bobine sont appelés couraalsinduits ou d'induction. Par extension, on applique souvent ces qualifications aux bobines elles-mêmes. L'intensité du courant induit augmente avec l'intensité'du courant inducteuretavec la rapidité du mouvement; elle diminue en même temps qu'eux.

Si au lieu de rapprocher et d'éloigner la petite bobine, on ta maintieut immobile dans la frrande, eu interrompant seulement le passade du courant qui la traverse, les mêmes phénomènes so produiront. Un rounmt inverse naîtra instantanément dans le fil de la g^rosse bobine au moment où le courant inducteur sera lancé dans le lïl de la petite ; lorsque le passage sera établi, et bien que le courant inducteur continue de parcourir lo fil, il ne se produira pas de courant induit; mais au moment où l'on supprimera le passage du courant inducteur, un courant direct appurailra dans la grosse bobine. Nous verrons plus loin comment chacun de ces deux modes d'induction a été utilisé.

Les mêmes phénomènes se produisent lorsque l'on remplace la petite bobine par un barreau aimanté (lig. il5), soit que l'on déplace lo barreau dans les mêmes conditions, soil que l'on fasse varier son aimanlulion par lo rapprochement ou l'élo^foement d'un second aimant.

Les phénomènes de l'induction, ainsi que ceux de l'attraction et de la répulsion électriques, font bien voir que l'inQuence d'un corps chargé d'électricité ou de magnétisme s"étend h une distance considérable autour de lui. Pour les aimants et les électro-aimants, l'espace dans lequel cette influence est sensible s'appelle le champ niagnétiijue ;oa appelle, par analogie, champ galvanique l'espace soumis h l'intluencc d'un courant.

Nous ne pouvons entrer ici dans l'examen des hypothèses à l'aide desquelles on explique comment s'exerce cette influence, La théorie des fluides piirliculiers, généralement répandue autrefois, est abandonnée aujourd'hui, et l'on admet plutôt que les actions électriques tt magnétiques sont dues aux déformations et aux mouvements des couches d'éther qui existent dans tous les corps et do celles qui les environnent.

EXPERIENCES DIC KARADAV.

Si la cause realc ignorée, les efîels peuvent ètra représentés matériellement k l'aide de ces curieuses fîguren que M. dé tluldal il nommées des fantômes mdtjnéU'fiies , et qno l'on obtient avec de la limaille de fer très fine répandue sur un papier ou sur un verre placé au-dossus des pôles d'un aimant. Ln force magnétique oriente celle limaille suivant une série de lifi:uDs qui convergent d'un pôle à l'uulrc, et qui se repoussent. *juand on rapproche deux pôli's de* même nom,' Ces lignes, que

Fijf. IIS. Eïperienc do Parid^y

Fariiday a nommées lif/nes de force mai/néli(jiies, sont Irè.'* commodes pour se rendre compte des effets d'induction qui accompagnent le mouvement d'un fil conducteur dans un champ magnétique.

Chacune des lignes dç force que le fil coupe en passant engendre un courant d'induction, et la quantité d'électricité

■.développée est proportionnelle au nombre des lignes coupées dans un temps donné. Le sens du mouvement par rapport à la direction des ligues do force détermine la direction des cou-

• raiits. On voit également, à l'inspeclion de ces fantômes, que la densité des lignes de force diminue à mesure que l'on

333 L'INDrCTION ÉLECTRIQUE.

s'éloigne des pôles, et on comprend pourquoi il est si importanl que le fil se niôuvo daus tes régions les plus denses, c'est-à-diro le plus près possible des inducteurs. Plus il en sera éloigné, plus il faudra augmenter la \-ite8se de déplacement pourrelrou- Yor la même intensité des courants d'induction.

LA BOBINE tIE BUHHRORFF

Nous avons vu que l'induction pouvait s'exercer de deux manières : 1* l'inducteur et l'induit sont immobiles; les courants d'induction sont produits : soit pur les variations de l'intensité du courant inducteur, soit par les variations du magnétisme de l'aimant;

2° L'intensité du courant inducteur et le magnétisme de l'aîniant sont invariables; les courants d'induction sont produits par II' déplacement relatif de Pinduclpur ou de l'induit.

Le premier de ces deux modes d'induction a été employé, en 1843, par MM. Masson et Bréguet. pour établir la bobine dite de RuhmkorlT, en souvenir du constructeur habile qui lui a donné une si grande puissance . Cette bobine est formée de deux fils de cui\Te parfaitement isolés, enroulés en hélice l'un sur l'autre ou l'un ù cùté de l'autre. L'un des fils, gros et court, est parcouru par le courantinducteur, auquel un petit appareil spécial fait subir des interruptions très rapides. Il en résulte, dans le second fil, qui est long et fin. une succession de courants induits inverses et directs, dont l'intensité est proportionnelle : au carré de la résistance du fil induit, h l'intensité du courant inducteur et à la rapidité des interruptions. En outre la bobine contient un faisceau de fils de fer, dontles aimantations et désaimantations successives, dues aux interruptions du courant inducteur, augmentent considérablement l'intensité des courants induits. La figure 116 représente l'un des modèles iidoptés pour !e» démonstrations dans les cours de physique.

Les quantités d'électricité mises en mouvement dans chacun des courants induits sont égales ; mais le courant direct pos.sëde

LA BORIM-: DE niHMKORFF. 2J3

lune tension [jlnsg^i'antip. Celari^sulte des variations qu'éprouve Ile courant inductenr ]iar suite de l'induction qu'il exerw. Inil mémo sur son propre circuit. Cette induction d'un courant in- T termïttcut sur lui-mAme est très importante h observer; ello ■'exerce toutes les fois que 1« circuit est formé par un :ftl enoiilé en hélice dont les spires sont très l'approchéioa, et fait

Fig. IIE. Bobine d'imliiction de RuhmkorlT.

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