INDUCTION MUTUELLE

L'induction est dite mutuelle si elle s'exerce entre deux circuits. Trois exemples vont résumer les phénomènes d'induction mutuelle les plus fréquemment utilisés.

[. Deux solénoïdes, de diamètres inégaux, dont l’un S peut s'engager dans l’autre S', ont été disposés l’un au-dessus de l’autre, leurs axes étant en prolongement. Un courant continu passe d'une façon permanente dans S: dans le cr- .

cuit fermé S', où ne passe aucun courant, est intercalé un ampèremètre (fig. 16).

Les deux solénoïdes étant immobiles et le courant qui parcourt S restant constant, l'amperemètre de S’ naccuse aucun courant. Mais toute variation, d'intensité ou de position, du cou-

rant, qui passe dans le solénoïde S et qui va se comporter comme courant inducteur, provoquera dans le solénoïde voisin, un courant qui sera dit induit. Le courant induit est de même sens que le courant inducteur quand celui-ci finit, diminue ou s'éloigne. Le courant induit est de sens contraire au courant inducteur quand celui-ci commence, grandit ou se rapproche. Le courant induit a pour durée le temps même de la variation de l'intensité ou de la distance du courant inducteur.

On obtient des effets semblables avec deux simples spires mises en présence, l’une inductrice S, parcourue par le courant continu d'une pile P, l’autre induite S’, reliée à un ampéremètre sensible À (fig. 17). 7 (a)

On peut préciser le sens d’un NEE courant induit, en disant que le a flux de force auquel le courant induit donne naissance contrarie, à tout instant, la variation du flux magnétique, qui est dû au système inducteur et qui traverse le circuit induit.

Fic. 17.

IT. Au solénoïde inducteur S on substitue un «mant À de même axe, pouvant être déplacé suivant cet axe ({g. 18).

l Le solénoïde S’, qui joue le fic. 18. rôle d'induit, est immobile,

comme précédemment, et n'est parcouru par aucun courant, tant que l’aimant reste fixe : il est parcouru par un courant induit, si l'amant se déplace, et le courant induit cesse quand l’aimant s'arrête. L'action magnétique du courant induit contrarie encore ici le déplacement de l'amant inducteur. Un mouvement de va-et-vient de l'aimant inducteur fait naître dans les spires du solénoïde induit une succession de courants alternativement de sens contraires.

III. À l’aimant inducteur on substitue un électroaimant qu'on aimante et qu'on désaimante sans le déplacer. Un noyau de fer doux est recouvert de deux solénoïdes distincts dont les spires sont superposées. On fait passer dans l’un des enroulements un courant continu qui se comporte comme magnétisant. L'autre enroulement devient le siège de courants induits qui sont alternativement de sens opposés : de même sens que le courant magnétisant à sa rupture, et de sens contraire à sa fermeture.

Représentation graphique des courants.

La valeur à de l'intensité d’un courant, à des temps successifs, peut être représentée graphiquement. On trace une ligne horizontale sur laquelle on porte les temps à partir d’une origine en O et, pour chaque valeur Oa = t du temps, on élève, en a, une ordonnée a perpendiculaire, égale à l’intensité : du courant à cet instant. Un courant continu et constant est figuré par une droite horizontale parallèle à l'axe des temps. | - Si l'intensité varie avec des alternatives d’accroissement et de diminution, mais conserve le même sens, la sourbe

est ondulée sans couper la ligne horizontale des temps.

Si le sens du courant change, les intensités se comptent au-dessus de l'axe des temps pour un sens et au-dessous pour l'autre sens. Le courant est dit alternatif si les changements de sens se répètent.

Un courant alternatif périodique est un courant alternatif pour lequel les changements de sens se reproduisent régulièrement, après un intervalle de temps constant, appelé période.

Les courants alternatits périodiques dont chaque période comprend deux demi-périodes consécutives qui ne dit. fèrent que par le sens du courant sont ceux qu en rencontrera spécialement dans les études qui suivront (fig. 19).

Fic. 19,

L'intensité part de zéro au début d'une période, augmente, atteint un maximum positif, puis décroît jusqu’à redevenir nulle en C ; à ce moment, le courant change de sens, l’intensité augmente jusqu'à un maximum figuré négativement, pour décroître et redevenir nulle à la fin de la période. Deux valeurs nulles, consécutives, sont distantes d’une demi-période ; deux valeurs égales, Aa et A4, de même

sens et consécutives, dites alors dans la même phase de leur oscillation, sont distantes d'une période. Une demipériode s'appelle aussi une alternance. Il y a, par période, deux alternances égales en durée et de sens contraires.

Pour chaque demi-période, on appelle amplitude la valeur maximum de l'intensité.

Pour un couvent alternatif, comme pour tout phénomène périodique, on désigne sous le nom de fréquence le nombre de périodes en une seconde (la fréquence est appelée hauteur en Acoustique).

Caractères des courants alternatifs périodiques.

Diverses propriétés permettent de reconnaître un courant alternatif. Si on le fait passer dans un ampèremètre magnétique, l'aiguille de l'appareil recevra, pendant la durée de chaque période, deux impulsions successives, l’une à droite, l'autre à gauche de sa position d’équilibre. Si la masse de l'aiguille est très petite et s1 la fréquence n'est pas trop grande, l'aiguille exécutera, de part et d'autre de sa position d'équilibre, une série d'oscillations de même période que le courant. Quand la période du courant est notablement plus petite que la durée d'oscillation propre de l'aiguille aimantée mobile, celle-ci aura à peine commencé à se déplacer à droite, par exemple, sous l'action d'une impulsion, qu'elle recevra une impulsion en 5ens contraire : alors elle restera sensiblement immobile. On n'obtient aucune déviation à l'ampèremètre, quand deux alternances opposées sont égales et se suivent de trop près pour que le système mobile, aiguille ou cadre, ait le temps d'obéir séparément à chacune des impulsions contraires,

On obtient une déviation si les alternances d’un même sens sont toutes arrêtées ou suffisamment affaiblies, ce qui redresse complètement ou partiellement le courant alternatit.

L'action calorifique d’un courant étant indépendante de son sens, les diverses parties de son circuit reçoivent des échauffements qui s'ajoutent pour les deux sens d’un courant alternatif. Un ampéremètre thermique permet une comparaison des courants alternatifs soit entre eux, soit avec des courants continus.

Si les sinuosités d'un courant alternatif périodique se reproduisent dans l’ordre qui a été indiqué, de demi-période en demi-période, mais avec une décroissance ininterrompue et plus ou moins rapide des ordonnées, les amphitudes sont dites amorties (fig. 21). La représentation précédente

Fic. 20,

s'applique au déplacement oscillatoire d’un point matériel ou d'un corps pesant suspendu, qu'on norme un pendule.

Les extrémités des ordonnées qui représentent les écarts du centre de gravité d'un pendule dépiacé par un choc décrivent une courbe alternative et périodique. Les

oscillations sont amorties par les frottements au point de suspension et par la résistance de l'air. |

Un circuit conducteur que parcourt un courant d'intensité variable n'est pas seulement inducteur pour des aircuits voisins, il l'est encore pour son propre circuit. L'induction qu'exerce une partie d'un circuit sur une autre partie du même circuit s'appelle une self-induction.

Dans un circuit qui livre passage à un courant continu, des forces électromotrices de self-induction retardent, à la fermeture du circuit, le courant qui commence. De même des forces électromotrices de self-induction renforcent un courant qui finit.

Quand le courant qui parcourt un circuit, est alternatif, ses variations ininterrompues font naïître à tout instant une self-induction qui les contrarie.

L'induction d’une partie d'un circuit, parcouru par un courant. sur les autres parties est plus accentuée quand le circuit que parcourt le courant est enroulé en bobine, parce que chacune des spires produit dans les spires voisines des forces électromotrices de self-induction qui retardent un courant qui commence et renforcent un courant qui finit. On*dit qu'une partie de

Fre. 21.

circuit qui offre un enroulement possède une grande selfinduction.

C'est ce qu'on réalise en fermant puis en ouvrant en I, à l’aide d'un manipulateur, le circuit d’une pile P dont le courant parcourt une spirale (fig. 21). |