AGTION DE LA TERRE SUR LES GOURANTS

I" Direction des courants verticaux. — Reprenons Texpérience représentée par \difig. 197 et supprimons le courant circulaire; nous constaterons les deux résultats suivants :

Le courant ascendant se place à l'ouest de raxe de rotation.

Le courant descendant se place à l'est de Caxe de rotation.

ÊLBCTROXjlGNÊTISXE.

Fig. iî)8.

a** Direction des courants fermés. — Revenons à la première expérience, et nous observerons que, lorsque le circuit H est parcouru par le courant, son orientation n'est pas indifférente; il se met à tourner sous l'influence du champ magnétique terrestre jus- <|u'à ce que, son plan étant perpendiculaire au plan du méridien magnétique, la portion inférieure du circuit soit traversée par un courant dirigé de l'est à l'ouest.

Ces deux résultats peuvent s'expliquer en tenant com|)te des lois élémentaires que nous venons d'établir, si l'on admet que l'action de la Terre puisse être remplacée parcelle d'un courant marchant suivant l'équateur de l'est à l'ouest.

Elles sont d'ailleurs une conséquence des lois générales, puisqu'un courant, sous l'action d'un champ magnétique, doit se placer de façon que le flux de force qui le traverse soit maximum, c'est-à-dire de façon que sa surface soit normale à la force.

Aussi Ampère a-t-il montré qu'un semblable circuit, mobile autour d'un axe horizontal perpendiculaire au plan du méridien magnétique, s'orientait de façon que son plan fût perpendiculaire à l'aiguille d'inclinaison.

On peut réaliser aussi des systèmes asiatiques {Jig^ 198) formés par un même courant traversant deux circuits, tels que la face négative de l'un soit du même côté <jue la face positive de l'autre; un tel équipage est indifférent à l'action d'un champ magnétique, du champ I erres tre par exemple.

3° Rotation des courants horizontaux. — Le courant F peut tourner sous l'action de la bobine B, comme nous l'avons vu ; mais, cette bobine supprimée, il tournera sous l'action de la Terre, puisque cette action est assimilable à celle d'un courant circulaire allant sur l'équateur de l'est à l'ouest; l'expérience montre, en effer, les résultats suivants :

Courant ccntri|jète . . Rotation droile

Gourant centrifuge Rotation gauche

3l6 ÉLECTRICITÉ DYNAMIQUE.

1S3. - SOLËNOIDE ËLEGTROMAGNËTIQUE.

Ampère a appelé solénoïde une série de courants circulaires de

Pj^ ^ même sens très petits, égaux et très voisins

pA. e,, ..., c„, {fig- 199)? enfilés normalenienl à

rv?y^ une courbe passant par tous leurs centres.

O^-^ Chacun de ces courants peut être remplacé

,i^ théoriquement par un feuillet magnétique de

ç<^ même contour dont la puissance § serait égale

q^ à rintensité I du courant : comme ^^ = £0-,

^^ e étant Tépaisseur du feuillet et o- la densité

magnétique à sa surface, on a la relation

e étant la distance de deux courants consécutifs.

Les surfaces en contact de tous ces feuillets s'annulent réciproquement, et il ne reste que les deux extrêmes : le système est donc identique à un solénoïde magnétique, c'est-à-dire à un aimant.

L'action sur un point extérieur se réduit donc à celle de deux masses magnétiques -j- M et — M placées aux extrémités.

Si / est la longueur du solénoïde, /î, le nombre de courants par unité de longueur, rfS leur surface commune, on a

M = = - - — nii aS = <7aS ;

on déduit de (2)

Cas particulier : Bobine cylikdriqle. — Prenons une bobine cylindrique : nous pouvons, pratiquement, la considérer comme un solénoïde.

L'action sur un point extérieur sera donc celle de deux couches égales et contraires, répandues uniformément sur les bases, et dont la densité aurait pour valeur absolue

rit étant le nombre de couches contenues dans l'unité de longueur.

ÉLBCTROMAGNÊTISME. 3 1 7

A l'intérieur d'une telle bobine, la force est égale à Finduction due au système magnétique équivalent

F = 4*7^^ = iTznil;

le flux de force qui traverse la section S sera donc

<P = iizniiS ;

tout cela, en supposant que nous sommes en un point de l'intérieur de la bobine assez éloigné des extrémités pour qu'on puisse nt'gliger leur action.

Un tel système devra donc être, au point de vue expérimental, équi valent de tous points à un barreau aimanté.

C'est ce que montre l'expérience : en remplaçant le courant

Fig. 200.

Tiff. 901.

mobile H par un solénoïde mobile (^/iff. 200), et le cadre par le solénoïde {/tg» 201), on constate les faits suivants :

Le solénoïde mobile s'oriente sous l'action de la terre, parallèlement à l'aiguille de déclinaison; son pôle gauche, c'est-à-dire la gauche du personnage d'Ampère, couché sur les spires du solénoïde et regardant l'axe de la spirale, sera tourné vers le nord.

On peut faire agir ensuite :

1" Un aimant sur un solénoïde mobile; •^" Un solénoïde sur un aimant mobile ; 3" Un solénoïde sur un solénoïde mobile.

On constate que dans tous les cas les pôles de mêmes noms se repoussent, tandis que les pôles de noms contraires s'atlirenJ, c'està-dire que l'action est la même que l'action réciproque de deux aimants l'un sur Tautre.

3l8 ÉLECTRICITÉ DT?(A»QUE.

Enfin, si Ton présenle à un solénoïde un fil conducleur Iravers'par un courant, l'appareil lendra à se mellre en croix avec l<* courant fi\e, le pôle austral à candie.

On peut donc, dans tous les cas, remplacer un aimant par un s<^ lénoïde, et réciproquement.

Weber a répété avec d ?ux solénoïdes les expériences faites par Gauss avec deux aimants : c'est la meilleure vérification expérimentale de l'équivalence des aimants et des solénoïdes.