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20 126 Résistivité

Fig. 256.

moment diminue ensuite très rapidement et retombe à une valeur très faible pour l'acier recuit au rouge ou tout à fait doux. Avec les barreaux longs recuits au bleu, on peut obtenir un moment spécifique dépassant 100 unités C.G.S, autrement dit une aimantation égale à 780; c'est la moitié environ de l’aimantation maximum du fer doux.

La grandeur du moment spécifique n'est pas la seule qualité à considérer dans un aimant ; il faut encore que ce moment reste aussi constant que possible et n éprouve aucune altération permanente par l'effet des changements de température, des chocs, des vibrations et du temps.

D'autre part, si on fait recuire un barreau à une tempéra-

ture déterminée pendant un temps suffisant à des intervalles quelconques, en le réaimantant chaque fois, on finit par le rendre insensible, quant au moment permanent, à l’action de toute température inférieure à celle du recuit. On obtiendrait des aimants satisfaisant le mieux possible aux conditions de permanence, en les portant pendant 20 ou 30 heures en une ou plusieurs fois dans la vapeur d’eau à 100°, les aimantant à saturation, les soumettant de nouveau à l’action de la vapeur pendant 5 ou 6 heures etles aimantant une dernière fois. Les aimants possèdent alors la résistance limite correspondant à 100° et ne sont plus modifiés d’une manière permanente par les températures inférieures. Le moment spécifique ainsi obtenu peut atteindre 45 ou do et l’aimantation 300 environ. Les variations temporaires dues aux changements de température sont également très faibles.

M. Berson a constaté aussi qu'avec de l'acier trempé recuit à une température supérieure à celles qui seront atteintes dans les expériences, l’aimantation temporaire et l’aimantation totale croissent avec la température, entre o°et340°,tandis que l’aimantation résiduelle va constamment en décroissant. Les variations de température pendant l'action de la force magnétisante ont une influence très marquée. Pour un barreau aimanté à 290° par exemple, les trois espèces d'aimantation, temporaire, résiduelle et totale, sont notablement plus petites que si la force magnétisante a été appliquée pendant que la température s'élève de 240° à 290°.

Il se présente même des cas singuliers d'équilibre instable. Un barreau d'acier trempé et non recuit, aimanté à 240° et refroidi brusquement aussitôt après l’aimantation, garde une aimantation résiduelle notablement supérieure à celle qu'il aurait prise à froid sous l’action de la même force magnétisante. Mais le barreau est pour ainsi dire sursaturé, car cette aimantation disparait sous l'influence des chocs et des trépidations, beaucoup plus vite que celle qui serait produite dans les conditions ordinaires.

D'après M. Curie, la température de transformation magnétique de la fonte blanche est de 670° et la fusion du métal n’a aucune influence. La fonte est donc assimilable à un corps faiblement magnétique plus tôt que le fer doux.

826. Actions mécaniques. — L'influence des actions mécaniques sur l’aimantalion est un fait très anciennement connu. Un coup de marteau frappé à l'extrémité d’une barre de fer doux placée verticalement dans le champ terrestre rend permanente l’aimantation induite; un nouveau coup sur la barre quand elle est perpendiculaire au champ lui enlève son magnétisme. On peut dire, en général, que toute vibration vient en aide aux forces magnétiques, comme si elle facilitait l’orientation des molécules, soit pour s'aimanter dans un champ, soit pour obéir à leurs actions mutuelles démagnétisantes.

Les courbes d’aimantation sont alors profondément modifiées. Si l’on soumet le fer à une force magnétisante qui croît d'une manière continue et qu'on donne au métal une série de chocs, le magnétisme monte brusquement à chaque vibration ; pendant le retour du champ à zéro, les chocs produisent également des baisses rapides du magnétisme. Le cycle ainsi obtenu se traduit par une courbe fermée à échelons dont la surface est très petite.

La surface est encore moindre lorsque le fer est entretenu en vibration continue ; c'est ce qui a lieu en réalité dans la plupart des appareils industriels, dynamos, transformateurs ou léléphones. La perte d'énergie que l'on doit rapporter spécialement au phénomène d’hystérésis est donc beaucoup plus faible que ne l'indiqueraient les cycles d’aimantation sur le métal en repos.

Joule (!) a constaté aussi qu'un fil de fer s’allonge par l’aimantation, sans revenir à sa longueur primitive quand on supprime le champ. Le fil s’allonge moins quand il est déjà tendu et se raccourcit lorsque la tension est voisine de celle qui produirait la rupture.

Le cobalt se comporte comme le fer et l'effet est inverse pour le nickel. Avec une même force magnétisante, les variations de longueur, d’après M. Barrett (?), seraient 4.106 pour le fer, 2,35.10-° pour le cobalt et 8.106 pour le nickel.

M. Bidwell emploie les métaux sous forme de tores, en mesurant les variations de longueur d’un diamètre au moyen d’un levier amplificateur et d’un miroir. Le fer se dilate pour

(1) Joue, Ann. of El., t. VIII, p, 219; 1842. — Ph. Mag. [3], t. XXX ; 1847. (2) BarreTT, MNalure,t. XX VI, p. 585; 1882.

des forces magnétisantes inférieures à une certaine limite, à partir de laquelle il se contracte et tend vers une longueur définie. Le nickel se contracte d'abord rapidement, puis d’une manière très lente. Le cobalt se comporte à l'inverse du fer, contraction dans les champs faibles et dilatation dans les champs plus intenses. Le fer trempé se dilate moins que le fer doux et passe plus vite à la période de contraction. On peut même, en recuisant le fer après la trempe, l’amener à un état pour lequel la variation de longueur est toujours négative, même pour les champs faibles. Dans les différents cas, les métaux ne reprennent pas leur longueur primitive après un cycle d'aimantalion (!).

Comme phénomène corrélatif, Lord Kelvin (?) montra que la fension augmente l’aimantation du fer et diminue celle du nickel. Pour le fer, l'accroissement d'aimantation produit par la tension augmente d’abord avec le champ, passe par un maximum, puis s'annule ; au-delà de cette valeur critique du champ, la tension diminue l'aimantation. Il paraît en être de même pour les variations inverses du nickel, mais la valeur critique du champ serait beaucoup plus élevée.

L'importance des effets de tension est d'autant plus grande que le fer est plus dur. En outre, si l’on fait varier le poids tenseur suivant un cycle fermé, l’aimantation est plus faible ou plus grande dans la période de retour, suivant qu'elle a diminué ou augmenté par la tension, mais la courbe d'aimantation ne prend une forme définitive qu'après plusieurs opérations répétées. Cette forme nouvelle d'hystérésis est statique, c'est-à-dire que chaque point de la courbe d’aimantation est indépendant du temps pendant lequel agit la charge et de l'intervalle qui sépare l'application de poids différents. La nature des modifications change aussi de caractère quand on dépasse la limite d’élasticité du métal.

La susceptibilité magnétique du fer est modifiée même si la traction a été produite avant l'aimantation, mais cette altération résiduelle disparaît par les vibrations ou par l’action des champs alternatifs.

(!) Se. Binwezz, Proc. L. R. S.; 1886 et 1890. — Cunee, Phil. Trans. L.R.S.; 1890, p. 329. — N. Nacoaka, Ph. Mag.[5], t. XXXVII, p. 131; 1894. (2) Sim W. Taomson, Proc. L. R. S.; 1875 et 1878. — Ph. Trans.; 1871.

Éd … 00:

La compression produit un effet de sens contraire ; elle augmente le magnétisme du nickel. Pour le cobalt, la compression augmente le magnétisme quand il est faible et le diminue dans les champs plus intenses. On devrait observer exactement l'inverse avec le fer.

Ces déformations qui accompagnent l’aimantation doivent intervenir pour une part dans les sons rendus par le fer ou l'acier soumis à une succession rapide de champs alternatifs, comme dans le téléphone et les transformateurs.

L'influence de la {orsion, observée d’abord par Matteucci (!), a été particulièrement étudiée par M. Wiedemann (?). L’aimantation du fer est réduite par la torsion dans un sens ou dans l’autre, mais elle ne reprend pas sa valeur primitive quand on ramène le fer à son état initial.

On peut en déduire (505) qu'un fil aimanté circulairement doit prendre une aimantation longitudinale si on le tord ; c’est ce que M. Wiedemann a constaté en faisant traverser le fil par un courant. De même, quand un fil est aimanté dans le sens longitudinal, il prend une aimantalion circulaire par la torsion ; 1l est donc parcouru par un courant instantané qu’on manifestera au galvanomètre balistique. Ce courant est de sens contraire pour le nickel (*).

M. Wiedemann a reconnu également que l'aimantation longitudinale modifie la torsion d'un fil de fer. Cette torsion est toujours augmentée quel que soit le sens de l’aimantation. D'après M. Smith (‘), la torsion magnétique croît d’abord avec le champ et la torsion initiale, pour diminuer ensuite; le nickel présente le même caractère à un moindre degré.

M. Moreau (°) trouve que si une bobine magnétisante est placée au milieu d’un fil tordu, deux points du fil situés de part et d'autre à la même distance du centre éprouvent des torsions magnétiques égales et de signes contraires ; ces torsions temporaires sont d'abord proportionnelles au champ et indépendantes du diamètre pour les fils très fins. Les phéno-

(1) Marreucci, C. R. de l’Acad. des Sc.,t. XXIV, p. 301; 1847. (2) G. WEDEMANN, Pogy. Ann., t. CIIT, p. 563; 1858. . (*) H. NaGoaka, Phil. Mag. [5 th CiXXIX,, p. 193 ; 1890. (4) F, J. Suit, Ph. Mag. [5], t. XXXII, p. 383; 1891. (5) G. MoREAU C. R. de l’Acad. des Sc., t. CXXII, p. 1192 ; 1896.

mènes pourraient s'expliquer d’une manière suffisante par une dilatation longitudinale et une contraction transversale dues à la variation du champ sur l'axe de la bobine.

827. Méthodes d'observation. — Après le fer, le nickel et le cobalt, les corps les plus magnétiques sont les oxydes et les sels de fer, mais dans une proportion beaucoup moindre ; l’aimantation est encore bien plus faible quand on passe aux corps diamagnétiques. L'expérience présente alors des difficultés spéciales et les moindres traces de fer dans les substances employées peuvent entraîner de graves erreurs.

Dans ce cas, la réaction qui s'exerce entre les différents éléments du corps aimanté est en général négligeable et l’on a recours, sous diverses formes, aux déplacements produits par un champ non uniforme (279). La variation d'énergie d'un

petit volume ? dans le champ F étant — =kdF?, la composante

de l’action qu'il subit suivant l'axe des x a pour expression