LE ÏACÎIÉTISHË

figure 74, on voit un lil horizontal di^osé de'manière ■ tiu'il puisse pivoter sur une colonne terminée par un goilA, et r|ue ses extrémités recourbée* plongent dans une cuvette remplie d'eau acidulée. Les poupées fisées sur la base de l'appareil servent à lancer le courant d'abord dans le multiplicateur annulaire, puis ^ans la colonne centrale, d'où i) passe dans les deux branches horizontales de l'équipage mobile, pour iiorlîr enflh ,

par la cuvette et retourner à la pile. Le courant va donc du centre vers l'extrémité dans les deux moitiés du fil, et il en résulte une rotation continue.

Le même appareil, muni d'un équipage à longues branches verticales qui pivote sur une colonne plus élevée (Cig. 75). peut servir à réaliser la rdtationd'un courant vertical par un courant circulaire. Il est facile de démontrer que toutes les parties du courant circulaire exercent sur les deux fils verticaux ( oîi le courant est de même sens] une action qui a pour elfet de les faire marcher dans un sens déterminé. Pour maintenir les fils dans la position verticale, on les réunit en bas par un mince anneau.

L*action réciproque des courants et des aimants peut êti'e également utilisée pour obtenir des mouve-

U^TIQK ueS flllXKTS ET DES GOURAMS. 333

• ments de rotation. Parmi les expériences les plus

cuneusca, nous citerons celle de Faraday, qui corsiste à faire tourner , ^,

un courant vertical nulour du pâle d'un aimant , ft celle d'Ampère, qui consiste à faire tourner un aimant vertical sur lui-niéme.

La figin^ 76 repré* sente la première de ces expériences. Une tige centrale, terminée par un godet, ^ soutient en un équi- j page mobile dont les deux branches verticales plougent dans"''»™-""'*'''""''""""""''*""""""la cuvette annulaire AA. La cuvette est en zinc, remplie

S34 ^ - ' LE HÀGNÉTISHE.

d'eau acfdulée, et il s'établit entre le métal et Tacide un courant quiremonteles filscc'etdd', et redescend parla colonne centrale. Si alors on introduit près de cette colonne le pôle austral d'un aimant, les (ils se mettent à tourner ensemble autour de l'axe vertical représenté par la colonne, dans le sens inverse du mouvement des aiguilles d'une montre^ . Pour expliquer cet effet, on n'a qu'à se rappeler que le courant, ayant sa face tournée vers le pôle austral de l'aimant, tend à chasser ce dernier vers sa gauche, ou bien, si l'aimant est fixe, à se déplacer lui-même de manière à laisser l'aimant à sa gauche, d'où il suit qu'il tend à se porter vers sa propre droite. Le fil dd' est donc chassé en avant du tableau, et le fil ce: en arrière, et la rotation continue indéfiniment parce que les deux fils se retrouvent toujours dans les mêmes conditions par rapport au pôle de l'aimant. Pour renverser le sens du mouvement, il suffit d'arrêter les fils et de remplacer le pôle austral de l'aimant par son pôle boréal.

Faraday parvint à réaliser cette expérience en 1822, et un témoin raconte la scène touchante qui eut lieu.

*■ Dès qu'on entre dans le domaine des actions réciproques des aimants et des courants, il faut se familiariser ayec la notion de deux espèces de rotations : 1<> rotation directe^ qui a lieu de gauche à droite pour l'observateur placé au centre, debout sur le plan de rotation; c'est le sens du mouvement des aiguilles d'une montre et celui du mouvement apparent du soleil dans notre hémisphère ; S" rotation inverse ou rétrograde j qui a lieu de droite à gauche pour l'observateur placé au centre et debout sur le plan de rotation. C'est le sens du mouvement apparent du soleil pour l'hémisphère austral. — La rotation est directe ou rétrograde suivant que l'observateur se trouve d'un côté ou de l'autre du plan de rotation.

ACTIONS DES AIïANTS ET DES COtlRJIKTS^ . 335 quand Faraday vît ses prévisions s'accomplir de point en point. Il fut si satisfait de la réussite de sa tentative, qu'il offrit à son jeune assistant de passer la soirée au théâtre d'Astley, où il faillit avoir une rixe avec un malappris qui molestait son corn-

Ampère a imaginé une expérience qui est en quelque sorte la contre-partie de celle de Faraday. Il s'agit ici de faire tourner un aimant vertical sur lui-même, sous l'influence d'un courant qui traverse un de ses pôles.

On fait flotter l'aimant dans un vase rempli de mercure (fig. 77), en le lestant par un cylindre de platine f. Un petit godet creusé à l'extrémité supérieure vient se placer sous la pointe a, qui amène le courant, lequel entre dans la potence par le bouton h, traverse la pointe Fig. 77. — Kotïiiond'uniimMiL et le pôle supérieur de l'ai- '""' "" *""'''""■

mant, et sort par le mercure et l'anneau de cuivre B. qui est relié à la poupée g. Pour comprendre l'effet qui se produit alors,' il faut se représenter l'aimant comme un faisceau de filets magnétiques. Le courant, qui descend suivant l'axe du faisceau, tend à porter vers sa gauche chacun des filets qui l'entourent, et il en résulte que l'aimant tourne autour de son axe vertical dans le sens des aiguilles d'une montre. En

256 LE MAGNÉTISHE.

renversant le couraiA, on obtient une rotation en sens inverse.

En faisant plonger la pointe dans le mercure tout près de Taimant, Ampère vit ce dernier se déplacer parallèlement à lui-même et faire le tour de la pointe.

La roue de Barlow est un appareil fondé sur les mêmes principes. C'est une roue dentée dont les dents viennent, quand elle tourne, lécher la surface d'un bain de mercure entre les deux branches d'un aimant en fer à cheval, couché horizontalement. Un courant électrique qui remonte par les dents de la roue et sort par Taxe de rotation est constamment repoussé par les deux pôles de Taimant, et il en résulte que la roue tourne toujours dans le même sens.

Une expérience curieuse, due au docteur Roget, sert à mettre en évidence l'attraction réciproque des spires d'une hélice par une sorte de palpitation continue. L'hélice, suspendue à une potence de fer, touche par son extrémité inférieure un bain de mercure. Quand le courant passe, elle se contracte, quitte le mercure, et le courant est interrompu; alors les . spires retombent, le contact se rétablit, et le même effet se reproduit indéfiniment.

Les phénomènes de magnétisme terrestre prouvent que la terre se comporte comme un véritable aimant. Or nous avons vu que les aimants exercent sur les courants électriques mobiles une action mécanique, qu'ils leur impriment une déviation, et dans certains cas un mouvement de rotation continu. Il faut donc s'attendre à voir des effets du même genre se manifester sous la simple influence de la terre.

Un équipage mobile, formé àhxn fil plié en rectangle (6g. 68), se place de lui-même dans un plan perpendiculaire au méridien magnétique, et de telle manière que le courant soit descendant du côté de l'est, ascendant du côté de Touest. Dans cette situation, l'aiguille d'une boussole, placée au ceAtre du cadre,

Fig. 78. —Direction d'an courant par la terre.

n'est point déviée de sa direction naturelle, puisque son pôle nord ou pôle austral se trouve naturellement à la gauche du courant ; elle est perpendiculaire au plan du cadre, et son pôle sud voit le courant marcher dans le sens direct.

Il y a plus. Si Ton rend le cadre mobile autour

d'un axe horizontal (6g. 78), et qu'on le place perpendiculairement au méridien magnétique, en faisant marcher le courant dans le sens qui vient d'être indiqué, le cadre s'incline de lui-même jusqu'à ce jque son plan soit perpendiculaire à Vaiguille d'inclinaison.

Au lieu d'un cadre rectangulaire, on peut d'ailleurs employer un cercle ; l'effet est toujours le même : le plan du courant tend à se placer perpendiculairement à la direction de la force terrestre, et de manière que, pour un observateur placé du côté du sud, le courant marche dans le sens direct. Lorsqu'on renverse Je courant de la pile, l'équipage se retourne bout pour bout.

La terre exerce donc sur un courant mobile une action direictrice comme sur l'aiguille aimantée, et il faut tenir compte de cette influence terrestre dans les expériences sur les actions réciproques des courants. On y arrive de deux manières: ou. bien on s'arrange de telle façon que la position initiale de l'équipage mobile soit précisément celle que lui donnerait la terre, et Ton observe la position d'équilibre qu'il prend entre la force terrestre et l'influence nouvelle à laquelle on le soumet ; ou bien on emploie des équipages asiatiques^ où le fil est replié de manière à former deux rectangles symétriques qui éprou vent des actions égales et contraires, parce que le courant y marche en sens opposé. La figure 79 représente deux équipages astatiques.

Pour expliquer Faction directrice que la terre exerce sur les courants mobiles, action dont la décou-

verte est due à Ampère, on suppose que le globe est enveloppé d'un vaste courant qui va de Test à l'ouest. Ce courant expliquerait également la direction de l'aiguille aimantée. On se trouve amené à cette hypothèse par les curieuses expériences de M. Pouillet, qui a étudié en détail toutes les conditions du phénomène de la direction des courants mobiles.

Fig. 79. — Équipages astatiques.

Il a été démontré plus haut qu'un courant horiontal indéfini imprime, aussi bien qu'un courant circulaire, une rotation continue à une portion de courant horizontal que l'on rend mobile autour de l'une de ses extrémités. En reprenant l'expérience de la rotation d'un courant horizontal (page 232), après avoir supprimé le multiplicateur circulaire, M. Pouillet vit le fil horizontal entrer en rotation aussitôt que les deux moitiés étaient traversées [lar le courant qui montait par le pivot central (fig. 74). Le fil tourne dans le sens rétrograde quand son propre courant va du centre aux extrémités, et dans le sons direct lors-

qull va des extrémités au centre. En rapprochant ces laits des lois d'Ampère, on s'assure facilement qu^ils s'expliquent par Fexistence d*un courant terrestre qui va de Test à TouesL ' '

Si l'expérience était disposée de telle sorte que lecourant traversât le fil entier d'une extrémité à l'autre, les deux moitiés du fil éprouveraient des impulsions contraires, puisque dans Tune le courant marcherait de l'extrémité au centre de rotation, et dans l'autre du centre à l'extrémité ; ces deux impulsions contraires se détruiraient, et il n'y aurait pas de rotation. Il s'ensuit que les branches horizontales des équipages mobiles d'Ampère sont astatiques, chacune par ellemême, puisque le courant les traverse d'une extrémité à l'autre en passant par le centre de rotation. C'est d'ailleurs ce qu'on peut vérifier directement avec un fil horizontal monté sur un pivot, et dont les extrémités plongent dans deux rigoles semi-circulaires pleines de mercure par lesquelles entre et scirt le courant. La direction que la terre imprime à un équipage rectangulaire est donc uniquement due aux branches verticales.

Pour étudier l'action de la terre sur un courant vertical, M. Pouillet enroula un fil de cuivre sur une baguette de bois lestée d'un contre-poids K et mobile sur un pivot porté sur la colonne AB (fig. 80). Les deux extrémités du fil pendent verticalement et plongent dans deux cuvettes annulaires CC et DD, que l'on remplit d'eau acidulée et qui communiquent avec les deux pôles d'une pile. Dès que le courant passe dans le fil, la baguette tourne et vient se placer perpendi-

culairement au méridien magnétique^ de telle sorte que le 61 vertical se trouve à Test de Taxe, si le courant est descendant, et à l'ouest de Taxe, si le courant

Fig. 80. — Transiport d'un courant Yertical.

est ascendant. Cest précisément la situation d'équilibre de chacune des deux branches verticales du rectangle mobile d'Ampère, dans lesquelles le courant marche en sens contraires, ce qui double l'action. Si l'on attache aux deux extrémités de la baguette deux fils verticaux où le courant est de même sens^ l'action terrestre est annulée, et l'on a un équipage astatique. La théorie montre que ces effets sont précisément ceux que doit produire un courant horizontal indéfini qui marche de l'est à l'ouest ; ils diffèrent, on le voit, de Feffet que produit sur un courant vertical un courant circulaire (p. 252).