RECHERCHES D'AMPÈRE

§ 1. — niÉNOMKNES FONDAMENTAUX.

Dîtpositiont générale! des appareils. — Quelques mois après la publication de la découverte d'CErsted , Ampère reconnut que deux portions d'un circuit traversé par un courant électrique peuvent agir l'une sur l'autre quand elles sont suffisamment Rapprochées. Si ces portions sont parallèles, si l'électricité les traverse dans le même sens, elles s'attirent ; elles .«io repoussent >ii rélcclricilé les traverse en sens opposés. Ampère trou\a aussi, dès ses premières oliservalions sur ce sujet, (pie des actions aftraclives ou ié[)u]sives s'»'\ercent entre des portions th» conducteurs rci liliimes qui ne sont plus |)aralièl(s. nuiis qui sont

mobiles ou dans le même plan, ou dans des plans ])arallèles, et il formula d'une manière simple le sens de ces actions, t^oient AB et CD deux conducteurs dispost'S comme nous venons de le (lire {/if/. 807), et EF leur perpendiculaire commune. Il y a attraction entre les portions de conducteurs dans lesquelles l'électricité va dans le môme sens par rapport à la perpendicu-

Flg. 807.

SUE LES GOURANTS.

laire commune, c'est-à-dîre s*6n rapprochant ou s*en éloignant. 11 y a répulsion entre les portions de conducteurs dans lesquelles réieotricité mârche en sens inverse par rapport à cette perpendiculaire. Ainsi il y a attraction entre FD et £fi, répulsion entre GF et £B, de telle sorte que si ÀB est mobile, il se tournera de manière à devenir parallèle à CD et de manière aussi à ce que réieotricité, dans les deux conducteurs, marche dans le même sens.

L'expérience mit encore on évidence doux autres faits fondamentaux : le premier est que les parties consécutives d'un même courant se repoussent; le second consiste en ce que, dans son action sur un conducteur de forme quelconque, un counuit rectiligne est écjuivah ni à un conducteur sinueux terminé aux mêmes points, traversé par relectricité dans le même sens que lui, et s'en écartant du ro?to très-peu dans tout son pnrcour>.

Description des appareils. — Pour établir exjK'ri incntaloment ces quatre lois fondamentales, il fallait imaginer des dispositions d'appareils qui permissent do rendre facilement mobiles dans un sons convenable des portionsde conducteurs plus ou moins étendues, et de les faire ai^ir sur d'autres conducteurs fixes. Celles qu'Ampère a adoptées [)our satisfaire à ces conditions ont reçu quelques modifications de détail qui en rendent la manœuvre plus commode, sans du reste chanirer ce qu'elles ont d'essentiel.

Quand on veut établir l'action des coui-ants parnllèles on fait en sorte, tantôt (jue le conducteur mobile soit horizontal et se meuve autour d un axe horizontal, tantôt qu'il soit vertical et mobile autour d'un axe vertical.

Dans le premier cas, le conducteur est un fil de cuivre a^jdb

(fig. 808) fixé en a et 6 à une tige de bois légère AB, et formant ' avec elle un rectangle dont cette tige est le quau u me coté.

Fig. SOS.

ACTiaMt DBi COVRAIITS

A ses ômx oxlrcmit^'s n et 6 le fil ost Foudi' à deux pointes d'acier p ei p' dirigées (lHn< plan, ot paralloleinent aux côtés HO ot Lorsqu'on veut taire une expéricnt on fait plunijer cojî j>ointos dans doux potitos coupon do cuivre Z et 7/ à fond de verre, communiquant métalliquement avec les deux pôles d'une pile, ot dans chacune desquelles il y a du mercure destiné à établir les contacts. Tout le système est équilibré par une boule de cuivre Q et peut tourner très-aisément autour de l'ane pp'. Les choses ainsi disposées, et le courant passant de c en on approche un conducteur FF' traversé par un courant de même senS) on voit se manifester entre les deux conducteurs une aUraotioD évidente. — On obtiendrait une répulsion ai les deux courants voisins étaient de sens opposés.

Quand le conducteur mobile doit tourner autour d'un axe vertical, ^i l'on désire que rien ne Tempèche do faire utue réiro* lution complète, il est bon d'employer la disposition représentée fig. 809. Le fil commence au godet a qui lui est soudé, il se recourbe en b et puis en c et descend verticalement jusqu'en d, remonte en fg^ redescend en hi et remonte enfin jusqu'à la pointe 0 par laquelle il vient s'appuyer sur le fond du godet

qui termine à la partie supérieure la colonne conductrice PP'. Le courant arrive alors par le conducteur R et redescend par PP' ou réciproquement. Au premier abord il semblerait qu On pourrait donner à ce conducteur une forme un peu plus sim^iic, telle que celle de la figure 810. Nous verrons bientôt quel est l'avantage de la complication apparente du conducteur (fig. 809J, La figure 811 montre sur une eclieliô un peu agrandie la dis-

position des parties les plu> essentielles des équipages qui doivent accomplir librement une rotation complète autoar d'un aie ver* tical. Si l'on ne tenait pas à ce que cette condition fût satisfaite, on pourrait rapprocher complètement les deux portions ef, kly du conducteur de (figure 809), et donner à l'appareil la forme de la figure 812, laquelle avait été primitivement adoptée par Ampère. — Les go- y dets sont alors attachés chacun à une colonne conductrice fixe; seulement il est évident que les supports S et S' em<* pdchentune révolution complète de l'appareil; mais cela ici est peu important.

Il en est de même du cas oii Ton veut mettre en évidence l'action de deux courants angulaires. Le conducteur mobile se place alors dans les godets soutenus comme on le voit figure %i% il a

Fig. 8tt.

Fig. 81S.

la forme représentée figure ai 3. Dans toutes les parties où ils risqueraient de se toucher, les fils sont séparés l'un de 1 autre par une petite lamo do bois couverte de gomme laque, et qui leur sert de sup{)ort commuii cii même temps qu elle les écarta ïun de l'autre de toute son épaisseur.

Pour accroître la puissance des portions du circuit qui doivent rester fixes, on a souvent recours à un artifice analoirue à celui (]iii e^t employé dans les rhéomètres multiplicateurs; on enroulo plusieurs ioi& un fii ou une lame do cuivre sur un cadre rectan-

701 ACTIONS DBS COVEAHTS

gulaii e de s:randes dimensions. Cliacun des côtés de ce rectangle porte alors un faisceau de conducteurs dont les actions ooacou- .rent |iour produire l'efTet que I on veut réaliser.

L'appareil que l'on emploie pour prouver que les i^arties consrculives d'un même courant se repoussent, se compose : premièrement, d'un vase plat, une assiette, que l'on divise en deux parties enraies par une cloison de verre fixée à la j^omme laque; deuxièmement, d'un conducteur très-le,i:or formé d'un fil de cuivre recourbe coiume on le voit figure 814. Ce Ul est vernissé

Fig. 814. .

sur toute son étendue à Texception des parties voisines des extrémités a et d, lesquelles sont bien décapées. On verse du mercure dans l'assiette en le fiUranC à travers la flanelle au moment de faire l'expérience. On plonge les rbéophores en P et V et l'on voit aussitôt le conducteur les fuir.

Fig. 815. Fig. 816.

Enfin, pour établir l'équivalence d'un circuit rectiligne et

6UB LES COURANTS

d'un circuit Plnuc.ux qm^ termine aux mômes points que. le circuit reclilignc, s en écarte très-peu dans tout son parcours, on prend un conducteur formé d'un fil rocouvort du soie qui d abord se recourbe deux lois à ani^ie droit en f/^c(fie.8l.')). tout on restant reclilignc, cl puis rev ient sur lui-même en faisant un grand nombre do sinuosités. Un pareil conducteur n'éprouve aucune action do tous ceux qu'on peut mettre dans son voisinage. On fait encore l'expérience de la manière suivante : Concevons deux conducteurs, l'un rortilijîne ah. l'autre cd (fig.StÔ), présentant une série de sinuosités peu pnjiimdes et tel du reste qu'il soit, en direction générale, parallèle à tt/>^et qu'enfin la distance verticale des cotés /'et d soit égale à ab. Si Ton pinrn entre eux un conducteur vertical mobile tel qneTT' (fig. 8^0). lorsque les courants seront dirigés de telle sorte qu'il soit repousse par chacun des deux conducteurs lixes ab et e (fig. 816), on le verra se iixcr eu équilibrejuslc à même distance do ces derniers,

§ 2. — ETABLISSEMENT DE LA FOHMULÉ QUI EXPKllfB L* ACTION RECIPROQUE DE DEUX BtBMENTS DE COURANTS.

Après avoir ainsi établi le fait fondamental de Taction réci* proque des courants et étudié quelques-uns des cas qui peuvent servir à en définir les lois élémentaires, Ampère chercha à résu* mer ces lois dans une formule différentielle donnant la grandeur et le sens de l'action réciproque de deu^ éléments de courants.

Soient et dz* les longueurs de deux éléments infiniment petits de conducteurs, % et i' les intensités des courants qui les traversent. Si ces deux éléments sont parallèles entro eux et perpendiculaires à la droite qui joint leurs centres, on peut regarder comme évident que leur action aura une valeur proportionnel aux produits n' et dzd%* de leurs intensités et de leurs longueurs, et [>ourra se représenter pai* ^.\i'd%d$\ u étant un coefficient fonction de la distance. Ampère a admis que ce coefficient est en raison inverse d'une certaine puissance de leur distance, de sorte que finalement l'aclion des deux éléments s'exprime par :

Si les deux éléments, au lieu d'être perpendiculaires k la ligne qui joint leurs milieux, étaient parallèles à cette ligne, le coefficient

par iequel il faudrait multiplier le produit * pour avoir