S S'RITE

NS

C’est la méthode employée par Verdet dans ses recherches sur le pouvoir rotatoire magnétique (479). Le rapport des décharges induites, ou des impulsions correspondantes du galvanomètre, donne ainsi le rapport des deux champs. La bobine induite peut être de dimensions assez petites pour permettre l'étude par points de la distribution du champ.

Cette disposition s'applique aux champs de toute grandeur, suivant les dimensions de la bobine ; elle convient surtout pour les champs très intenses, comme ceux des appareils industriels ; il est utile alors d'avoir un champ de même ordre, comme terme de comparaison, qui permette le tarage de l'instrument. Pour cet usage, M. Hilbert (‘) munit un aimant d’armatures en fer doux qui relient l’un des poles à l'autre et constituent un circuit magnétique fermé, à l'exception de deux entailles ou entre-fer. La bobine étant intercalée dans un entre-fer, on l’enlève brusquement; la comparaison de la décharge induite avec celle qu'on obtient par retournement de la même bobine dans le champ terrestre montre que le champ de cet appareil reste invariable, à 0,005 près, pendant plusieurs années.

Si l’on considère un conducteur de longueur L, parcouru par le courant I, dans un champ dont la composante normale est H, l'action latérale du champ est LHI ; c’est le principe du galvanomètre de M. Lippmann (632). M. Leduc (?) a construit ainsi un petit appareil, où la chambre à mercure a 10" de hauteur et o"",5 d'épaisseur e, et le changement de niveau est amplifié par une colonne d’eau. En appelant p

() W. HiserT, Ph. Mag. [5], t. XXXIII, p. 307; 1892. (2) À. Lepuc, Journ. de Phys. [2],t. VI, p. 184; 1887.

la différence de pression mesurée en unités C.G.S., la condition d'équilibre se réduit alors à

HE en

Le courant I étant maintenu invariable, cet instrument permettrait de déterminer, à 5 unités près, des champs de plusieurs milliers d'unités. |

Lord Kelvin (!') applique la même méthode à un conducteur métallique, au moins quand il s’agit de champs à peu près uniformes.

Un conducteur rectiligne de longueur L,, auquel on attache une masse P, est suspendu à un fil et le courant I est amené par des conducteurs flexibles. L'action latérale LHI du champ peut être évaluée de différentes manières.

Si le conducteur est abandonné à lui-même, il s'incline d’un angle «, ce qui donne la condition d'équilibre Pgtanga—LHI Une autre disposition consiste à suspendre par des fils f, et fs, situés dans un plan perpendiculaire au champ H, des masses P, et P, qui sont reliées aux extrémités À, et A, du conducteur par des fils horizontaux k, et k:. On règle l'expérience de manière à ramener le conducteur dans la position primitive qu'il occupait avant le passage du courant; l'action latérale du champ est alors égale à la somme des tensions £, et & des fils horizontaux, lesquelles sont déterminées par les angles , el a dont les fils de suspension /, et /; ont dû s’incliner. La condition d'équilibre devient

LHI =g(P;tanga, + Pstangæ).

On évalue les angles 4, et « par le déplacement des fils ÿ, et f; sur une règle horizontale.

Les différentes propriétés du champ magnétique fournissent d’autres méthodes moins directes.

Il suffit, par exemple, de mesurer la rotation R du plan de polarisation (479) dans un corps dont le pouvoir rotatoire magnélique est p; on aura ainsi le produit de l'épaisseur e du milieu par la composante moyenne X du champ, parallèle à

(1) A. Gray, Abs. Meas. in Elect. and Magn., t. II, p. 701; London, 1893.

Électr. et Magn, — 1. NT

la direction du rayon, ou la différence des potentiels magnétiques V, — V: relatifs aux extrémités.

M. Leduc propose aussi d'utiliser la variation de résistance du bismuth (696), en déterminant par une expérience préalable la relation qui existe entre le champ H et l'accroissement de résistance z de la tige de bismuth sur laquelle on opère, ou en représentant celte relation par une formule telle que

H?2= 3 + Bz?;

La mesure des résistances par le pont de Wheatstone comporte une telle précision, que les champs peuvent ainsi être évalués avec une assez grande exactitude.

Citons encore la méthode de Quincke (832) pour déterminer l’aimantation des liquides, où la différence de niveau est proportionnelle au carré du champ. M. Du Bois (!) rend l'appareil plus sensible en inclinant le tube et observant au microscope les déplacements du liquide; l'expérience peut servir pour la mesure des champs très intenses.

836. Appareils de torsion. — Nous avons indiqué cette disposition (804) en supposant que l’aimant est d'abord en équilibre dans le méridien. Si l'appareil n'est pas réglé, l’aimant subit dans l'expérience primitive une déviation à,, comme si le système avait une torsion 0,. Pour éliminer cette cause d'erreur, on donne deux torsions 0, et 06; dans des sens différents et on observe les déviations correspondantes «, et 0. Avec une suspension unifilaire, les conditions d'équilibre sont

C(05 = %o) = HM sin @o;, C(0, + 05 — &1 — 9) — HM sin(x; + %), C(0: TE 0, — Oo —+- %) == HM sin (co = Go).

On en déduirait l'angle «,, comme on l'a vu déjà pour une expérience analogue (616), et la somme des deux dernières équations donne

] 0, 9 s 0] ve 9 c (us " “+= __ HIM sin “vos (TE +2)

(1) Du Bois, Wied. Ann., t. XXXV, p. 166; 1888.

Lorsque les déviations «, et « relatives à des torsions égales 0,—0,—0 sont très peu différentes, l'angle +, est luimême très petit ; on peut alors prendre la moyenne « des angles à, et « et écrire simplement

(4) C(6— x) —HM sinc.

Üne suspension bifilaire donnerait des résultats analogues Il est d’ailleurs facile de s'assurer, dans chaque cas, que les angles à, et 0, sont nuls en vérifiant si la position d’équilibre ne change pas quand on remplace l’aimant par un barreau de cuivre de même poids.

Le produit HM étant ainsi déterminé, deux expériences comparatives avec le même aimant donneront le rapport des deux champs, sans qu'il soit nécessaire de connaître le coefficient C de torsion.

Comme l’action du champ ne correspond alors qu'au magnétisme rigide quand la déviation est voisine de 90°, cette expérience fournit la meilleure méthode pour déterminer le terme de correction x relatif à l'aimantation induite dans les oscillations (834). On a alors, avec un bifilaire,

nr K=MH{(1+ x), MH sina— Csin(0 — à); n2r?k sin œ

PÈRE EC sin(0 — à)

La même disposition permet de suivre les variations du champ. Supposons, pour plus de généralité, qu'avec une suspension bifilaire, les angles 6 et « soient comptés à partir d'une direction fixe, telle que le méridien géographique, la déclinaison étant D.

L'équation d'équilibre est

(5) Csin(0 — «)—HM sin(x — D).

S1 toutes les quantités varient à la fois, à l'exception de l'angle 0 qui est défini par la position donnée au bifilaire, il en résulte

dE dH dM

Ti — cot(0 — x) da — nl ue NT + cot(x — D)(dx — dD).

Lorsque le barreau a été réglé d’abord dans la position transverse, l'angle «— D est voisin de 90° et le dernier terme est négligeable. D'autre part, les quantités C et M varient avec la température et le moment magnétique diminue même quelquefois avec le temps. En appelant t{ l'excès de température sur sa valeur initiale et T l'intervalle des deux observations, on peut donc écrire

dE nue dM Ph M

(6) D = (e-+ m)1+ m'T — cot(9 — 2) da.

—— m—mT;

Il reste à déterminer par expérience les coefficients c+m et »' ; la valeur de cot(6 — à) serait donnée par l'opération même du réglage, mais on la déduit également d'une expérience de comparaison.

Les appareils de torsion permettent aussi d'évaluer directement un champ extérieur F qui fait l'angle 6 avecle méridien magnétique (616). L'équilibre étant d'abord établi dans le champ terrestre, on détermine la torsion 0 nécessaire pour ramener le barreau à sa position primitive pour la seconde expérience, ce qui donne, avec un unifilaire,

(5) FM sinf—C#.

Enfin, on combinera encore ces différentes méthodes avec l'étude des oscillations. Les couples directeurs relatifs à des oscillations de faible amplitude, dans le cas des équations (4), (>)et (5), sont alors, à part l’aimantation induite,

C,=C + HM cosa — HM (eosa+ = ) —

C2 = C cos (6 — à) + HM cos(x — D) — HM | cos(a— D)+ —,

cos (0 — à)

Cs3=C+HM + FM cos$ = HM+FM (cos der . “|

Il en résulte différents moyens de contrôle.

837. Cadres mobiles. — Si l'on substitue à l’'aimant dans les expériences précédentes un cadre mobile de surface totale S parcouru par le courant I, on déterminera ainsi le couple directeur HSI, soit par la déviation à qu'éprouve le cadre à partir d’une position pour laquelle la surface S est parallèle au champ (628), soit par la torsion nécessaire pour le maintenir dans sa position primitive.

On peut même construire sur ce principe des appareils portatifs (!) de très petites dimensions, qui permettent de mesurer des champs intenses avec une approximation de 2 °/, et d'étudier leur distribution dans les machines industrielles. Le courant I est donné par un ampèremètre et le rapport du coefficient de torsion à la surface de la bobine est une constante empirique.

Pour les mesures de précision, 1l est nécessaire de connaître avec une exactitude suffisante le coefficient de torsion du système, que l’on déterminera en général par le moment d'inertie de la partie mobile et la durée des oscillations. Si la suspension est unifilaire, on l'utilise pour conduire le courant dans Ia bobine, et l’autre prise de courant se fait par un fil flexible ou une hélice de torsion négligeable; avec un bifilaire, les deux fils servent naturellement d’électrodes.

Dans la suspension unifilaire le coefficient de torsion est à peu près indépendant de la charge, sans que cette loi puisse être considérée comme absolument rigoureuse ; en outre, l'influence de la viscosité des métaux (549) et celle de la température (550) sont des causes d’erreur qu'il est difficile d’éliminer complètement.

La suspension bifilaire ne présente pas les mêmes inconvénients. Le couple est alors exactement proportionnel au poids tenseur et au sinus de la torsion ; l'influence de la température est aussi mieux définie et, avec les précautions employées par Kohlrausch (552), le coefficient de torsion peut être déterminé par la mesure directe de la longueur des fils et de la distance de leurs points d'attache.

(1) E. Enper et H. Sransriezn, Phil. Mag. [5], t. XXXIV, p. 186; 1892.

PSS [ES]