VI. La machine de Rohmkorfr. ' • l

Une des plus curieuses transformations ^M f ait réalisées dans ces dernières années à YtàÊM l'induction est la production de rélectricité lU que par le courant voltaîque. Nous avons m^ ment une machine électrique ordinaire peolé magasiner l'énergie dans une batterie, et coBÉii cette énergie reparait ensuite lorsque les éM cités des armatures de la batterie se neutn^étal travers un corps conducteur, en y donnant îieiî courant. Il était naturel de penser que l'élecbrU d'une pile pouvait aussi jouer le même rAle, èh ger une batterie, et produire ensuite tous lescfl de tension qui sont propres à rélectricité dé frai ment. C'est Masson qui, vers 1842, a obtenn premiers résultats, indiquant la voie qu'il fall suivre pour résoudre le problème. M. Ruhmkoi constructeur à Paris, se mit à l'œuvre, et sesec rageux efforts furent couronnés d'un légitime si eus. Aujourd'hui la machine de RuhmkorfTest n des merveilles de l'électricité ; elle charge une In terie puissante en queYc^OL^^ ^ÇiÇ,ç>wdft's -, elle doni

LE VAGKËTtSME ET t^ÈLECTHO-UAGNËT[SHi S35

des étincelles de 50 centimètres de longueur dans l'air ordinaire, de 6 mètres dans Tair raréfié ; elle enflamme les mines à des distances considérables, elle sert à Téclairage des mines de houille, etc. Son importance est telle qu'elle a valu à son inventeur le prix de 50,000 francs donné par l'empereur pour la meilleure application de la pile.

Nous indiquerons les principes sur lesquels repose cette remarquable machine, dont les lois ne sont d'ailleurs qu'imparfaitement connues, et c^ui est appelée à concourir efficacement au progrès de la science.

Un fil de cuivre isolé est enroulé en spirale autour d'un faisceau de fil de fer A (fig. 55). On le voit séparé de l'appareil, au bas de la figure. L'une des extrémités X de ce fil aboutit à l'un des pôles d'une pile, et l'autre à une couche de mercure recouverte d'alcool, B; le second rhéophore de la pile Y communique avec une pointe de platine, placée audessus du mercure. Un autre fil de cuivre isolé, d'un diamètre inférieur à ^V de millimètre, et d'une longueur de plusieurs kilomètres, est enroulé autour d'un cylindre de verre, et forme une grosse bobine C, qui entoure le faisceau de fer A; les extrémités de ce long fil communiquent avec deux conducteurs, isolés par des pieds de verre. Nous appelons ce fil le fil induit. Enfin les armatures d'un condensateur électrique D, analogue à la batterie, communiquent par des fils de métal respectivement avec le mercure et la pointe de platine

de l'interrupteur B. Ce condensateur est ordinairement renfermé dans la boite sur laquelle est placée la bobine.

Les travaux de plusieurs physiciens ont amené l'introduction de ces diverses pièces dans l'appareil. Ainsi l'on doit à Foucault l'interrupteur à mercure et alcool, à M. Fizeau le condensateur électrique, à M. PoggendorfT une disposition particulière du fil induit, qu'il est superflu de décrire ici. M. Ruhmkoriî, ajoutant ses propres observations à celles de ces savants, a su triompher d'une foule de difficultés et réaliser les indications de la théorie avec un succès inespéré. Son habileté et sa modestie lui ont conquis les sympathies universelles, et ce n'est pas sans admiration que Ton songe à l'humble ouvrier de Hanovre, qui débutait en 1840 parla construclion d un remarquable appareil de Melloni, et dont le nom est devenu aujourd'hui européen. C'est en 1838 que M. Ruhmkorff commença à se faire remarquer. Auditeur assidu au cours de physique de la Sorbonne, il eut un jour l'occasion de montrer à M. Pouillet un appareil de Clarke qu'il avail construit dans ses loisirs. Le professeur lui en demanda un semblable. Deux ans après, M. Ruhmkorif construisit pour le Conservatoire un appareil de Mellon i. Le savant italien fut émerveillé de la perfection de cet appareil, et dès lors la réputation du jeune artiste fut assurée.

Examinons le jeu de l'appareil.

Les phénomènes de tension qu'on utilise sont

ceux qui s'accoqiplissent lorsque le circuit formé parla pile et le faisceau A est brusquement ouverL Ce sont les seuls dont nous nous occuperons ici. Supposons donc la pointe de platine en contact avec le mercure B. Le courant de la pile traverse le fil qui entoure le fer A, et aimante celui-ci. Tant que les choses sont dans cet état, le fil induit C ne présente aucune modification. Vient-on à séparer la pointe de platine du mercure, une étincelle jaillit dans l'alcool à Finterruption, et immédiatement les armatures du condensateur D acquièrent les électricités contraires. En même temps, le faisceau de fer A tend à perdre son magnétisme. Les électricités du condensateur se neutralisent par le circuit que forment la pile et le fil du faisceau A, et produisent un courant de très-courte durée qui traverse le circuit dans un sens opposé à celui du courant primitif qu'engendrait la pile. L'effet de ce courant instantané est de ramener brusquement le fer A à Fétat naturel, tandis que sans ce courant il y reviendrait dans un temps beaucoup plus consilérable.

La disparition du magnétisme dans le fer équivaut à la suppression instantanée d'un aimant voisin d'un conducteur. Ce conducteur est ici le fil induit C ; il se trouve donc polarisé par influence. L'une des moitiés acquiert de l'électricité positive, l'autre moitié acquiert une quantité égale d'électricité négative. Si les conducteurs isolés EE auxquels aboutissent les extrémités du fil induit sont

en contact, les électricités se neutralisent immédiatement ; si ces conducteurs sont séparés par une distance convenable, les électricités qui s'y trouvent détachent les particules de leurs surfaces et il se forme un jet de parcelles métalliques allant de l'un à l'autre ; les électricités se neutralisent encore par cette voie et l'étincelle jaillit. Enfin, si la distance des conducteurs EE est trop grande, la neutralisation s'opère dans le fil C, et il n'y a pas d'étincelle.

Pour charger une batterie M, on met l'une de ses armatures en communication avec l'une des extrémités E du fil induit, et on approche l'autre extrémité F à une certaine distance d'un conducteur G qui communique avec la seconde armature de la batterie (fig. 55). On réitère alors plusieurs fois l'étincelle dans l'intervalle, en faisant osciller la pointe de platine au-dessus du mercure B, afin que le circuit voltaïque soit alternativement fermé et ouvert. Après quelques étincelles la batterie est chargée, et on peut la séparer de la machine pour s'en servir comme d'ordinaire.

Nous ne chercherons pas dans ce livre à suivre pas à pas les opérations intermédiaires qui déterminent ici la transformation de l'énergie. Nous devrions sortir du cadre que nous nous sommes tracé. Qu'il nous suffise d'énoncer cette importante conclusion : la machine de Ruhmkorff permet de conserver, d'emmagasiner, sous forme d'électricité statique, une certaine quantité d'énergie empruntée au travail chimique de la pile.

La figure 55 représente encore un long lube de verre contenant de l'air raréfié HH, et un autre tube habilement contourné pour dessiner le mot Ruhmkorff, et dans lequel il ne reste que des traces d'air. Aux exlrémités de ces tubes sont ajustés des fils de métal que Ton fait communiquer respectivement avec les conducteurs E, E. A chaque oscillation de l'interrupteur B rétincelle jaillit dans l'intérieur du tube, ce qui produit un bel effet dans l'obscurité.

La théorie du magnétisme imaginée par Ampère conduit encore à une conséquence parfaitement conforme à une classe de phénomènes qui ont été récemment découverts. Si le magnétisme est simplement l'orientation de courants électriques moléculaires, il ne doit pas être une propriété exclusive du fer et de ses combinaisons. Autrement il faudrait admettre que les atomes du fer fussent seuls capables d'acquérir la polarité électrique, ce qui est peu vraisemblable. Or il est bien reconnu aujourd'hui que tous les corps de la nature sont plus ou moins magnétiques, c'est-à-dire qu'ils produisent des effets explicables par des courants électriques moléculaires. Les différences que présentent les corps à ce point de vue tiennent à l'intensité de ces courants et à leur direction.

Dès 1828, Lebaillif trouvait que tous les corçs

étaient soumis à l'aclion des aimants. Hais déjà avant lui, en 1778, Brugmanns avait observé un phénomène tout à fait inattendu, à savoir la répulsion du bismuth par un aimant. Ce métal était donc antagoniste du fer, qui, comme nous l'avons dit, est attiré par l'aimant.

- Appa e pou

«magnét sr

C'est Faraday qui découvrit la véritable loi de l'action des aimants sur tous les corps, et après lui de belles recherches ont accru considérablement nos connaissances sur ce sujet.

H faut employer des aimants ou des électro-aimants très-puissants pour rendre appréciable cette action. La figure 56 représente l'appareil en usage. le fer de l'électro-aimant BB a une forme telle quf SCS extrémités soienlcixU^ne droite, et soient envc-

loppées par le fil conducleur du courant; les pôles P sont séparés par un intervalle de quelques centimètres, dans lequel on suspend par un fil de soie non tordu le corps ab que l'on veut soumettre à Taction du magnétisme. Lorsque le corps ainsi suspendu est en repos, on fait passer le courant dans le fil de rélectro-aimant, et on voit aussitôt le corps se mouvoir et se placer après quelques oscillations dans une position déterminée. On reconnaît que tous les corps se partagent en deux classes. Les uns sont attirés par l'aimant, comme le fer, et ^e placent suivant la ligne des pôles ; les autres sont repoussés, comme le bismuth, et se placent perpendiculairement à la ligne des pôles. On appelle les premiers paramagnétiquesj et les seconds iiamagnétiques. Les uns et les autres présentent des pôles contraires à leurs extrémités, tant qu'ils sont soumis à l'influence de Taimant; mais cette polarité n'est que temporaire, comme celle du fer pur ; on ne connaît pas de substance diamagnétique qui conserve le magnétisme comme l'acier ou la pierre d'aimant, ou au moins les faits de ce genre qui jnt été signalés n'ont-ils pas une grande certitude.

Faraday a prouvé d'une manière très-frappante jue les substances diamagnéliques subissent une nodification moléculaire, que leurs molécules ^'orientent sous l'influence des aimants. Les extrénités polaires de l'électro-aimant étant creuses, on )eut diriger un faisceau de rayons lumineux pola-

risés dans l'espèce de tube que forment ces extrémités, et interposer entre les pôles un corps diamagnétique transparent, tel que le verre pesant^ sorte de verre contenant du plomb et du bore.

Dès qu'on fait passer le courant dans Téleclroaimant, on observe certaines modifications dans les propriétés des rayons qui ont traversé ce verre, comme si les positions de ses molécules avaient été changées. Ces modifications cessent dès que le courant ne passe plus ; ce qui prouve que les molécules reprennent leurs positions ordinaires.

On ne saurait contester l'identité des causes du magnétisme ordinaire et du diamagnétisme ; tous ces phénomènes sont dus à la force électrique, quel que soit le mécanisme moléculaire, quelle que soi! l'espèce de mouvement que nous désignons par le mot vague de courant électrique.

L'idée d'une force unique présidant à ces transformations mystérieuses de l'énergie suffit pour qu'elles soit enchaînées entre elles, pour qu'on puisse les prévoir en appliquant le raisonnement à quelques principes simples, qui sont des vérités expérimentales ; et par conséquent cette idée doit être acceptée, tant qu'on ne connaîtra pas de fail^ qui lui soient contraires. Aussi, pouvons-nous dire que la synthèse des phénomènes électriques est accomplie ; nous n'avons plus à attendre des progrès de la science qu'une théorie mathématique, qui établisse toutes les lois numériques de ces phénomènes et les relations de ces lois, en parlant de

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quelques principes fondamentaux, suggérés par l'observation, et indépendants de toute hypothèse sur Tessence de la force électrique. Le jour où une telle théorie apparaîtra, un grand progrès sera réalisé; il ne sera pas moins grand que ceux qui ont été réalisés au dix-huitième siècle par la théorie newtonienne, et de nos jours par la théorie mécanique de la chaleur.

C'est que si la gravitation explique le mouvement des masses visibles qui s'agitent dans l'espace, si la chaleur et la lumière jouent le rôle d'agents révélateurs entre ces masses, séparées les unes des autres par des distances immenses, l'électricité présente un caractère non moins important. Par elle, l'énergie se transmet, se conserve, se transforme. Si les phénomènes électriques ne semblent pas, au premier coup d'œil, aussi universels que les autres phénomènes physiques, c*esl que nous les connaissons depuis hier seulement, et que notre attention a dû se porter d'abord sur les corps terrestres, afin que nous puissions y découvrir les lois de rélectricité, en les soumettant aux investigations du laboratoire. Mais déjà nos observations s'étendent : rélectricilé atmosphérique, le tonnerre, la direction des boussoles, les aurores boréales s'expliquent par les principes que aous ont révélés nos expériences; nous quittons même notre humble planète, et nous trouvons la trace des actions électriques jusque dans les astres où elles étaient jusqu'à présent ignorées. L'oiV^vsÂll^

aimantée, éloignée de tout corps magnétique capable d'agir sur elle, éprouve des variations périodiques qui sont en relation avec les déplacements de la terre par rapport au soleil, et même on a remarqué une relation entre quelques-unes de ces variations et la distribution des taches du soleil; il semble que l'amplitude des variations diurnes croisse et décroisse avec le nombre des taches solaires. On a d'abord assimilé la terre et le soleil à de puissants aimants ; Ampère a substitué à cette hypothèse celle de courants électriques, développés par l'inégale chaleur que le soleil donne aux diverses parties de la surface terrestre pendant sa rotation diurne. Car on sait depuis 1821, d'après une découverte due à Seebeck, de Berlin, que la chaleur seule suffit pour produire rélectricité. Sans doute nous ignorons quel est le rôle astronomique de rélectricité ; mais tout porte à croire qu'il existe réellement, et que les perfectionnements sans cesse apportés dans nos moyens d'observation mettront un jour l'homme en possession de nouvelles vérités qui ne sont pas même soupçonnées aujourd'hui.