CHAPITRE III
MACHINES d'induction MISBS EN ACHON PAR LES COURANTS.
— EXPÉRIENCE DE IIASSON. — IZP£rIENCI DR BRÉOUET.
— machine de ruhmkorff. — formr dr l'ttofcrllr d'induction fournie par la machine de ruhmiorff. — effets lumineux de cette étinceixe dans le vide et dans les gaz. — tubes de geissler. — applications de leur effet lumineux. — appucations diverses dr i.a machine de ruhmkorff.
Le physicien français Hasson pensa le premier, en 1836, à tirer parti des effets continus du courant d'induction, en produisant des interruptions très-fréquentes dans le courant inducteur. Une roue dentée, sur
laquelle frottait une lame de ressort, était mise en communication avec le fil du circuit inducteur, lequel correspondait avec l'un des pôles de la pile ; tandis que le ressort était en rapport avec l'autre pôle. Les fermetures et les interruptions du courant voltaïque, se succédaient alors à des intervalles très-rapprochés, et les courants induits avaient une tension considérable, qui les rendait très-propres à produire des effets physiologiques.
Vers 1848, MM. Masson et Bréguet construisirent une machine d'induction basée sur ce principe. Cet appareil réalisait déjà quelques-.uns des effets des machines électriques. Il permit, par exemple, de charger un condensateur. Mais ce n*est qu'en 1881 que Tappareil d*induction par le courant électrique, reçut une forme vraiment pratique, entre les mains d'un habile constructeur, M. Ruhmkorff, dont la machine d'induction par les courants électriques porte aujourd'hui le nom.
Né en Allemagne, vers le commencement de notre siècle, M. Ruhmkorff vint à Paris, pour y apprendre la construction des instruments de précision. Après avoir travaillé chez Topticien Charles Chevalier et chez quelques autres de nos meilleurs constructeurs, il s'établit comme ouvrier en chambre. Il dévint, plus tard, chef d'une ms^ison de construction d'appareils d'électricité
H. Ruhmkorff est loin d'être un savant.
■ Son éducation, dit M. Dumas, dans un rapport sur lequel nous aurons à revenir, s'est faite peu àpeu, par Tétude de quelques livres, sans cesse médités, par les leçons de quelques professeurs, entendues comme à la dérobée, aux heures bien rares du loisir. Modeste dans sa vie, d*une persévérance que rien ne distrait, d'une abnégation qui lui a mérité les plus illustres témoignages d'estime, M. Ruhmkorff restera comme un type, digne de servir de modèle à ces nombreux et intelligents ouvriers qui peuplent les ateliers de précision de la capitale. »
M. Ruhmkorff mit à profit les recherches de MM. Masson et Bréguei. U multiplia d'une
ilKRVElLLES DE LA SCIENCE,
manière prodigieuse les sjjîres de rUélice, en faisaiil U84ige d'un Ul ires- lui et Irès-long, l>our recevoir les courants induits* (La longueur de ce 111 développé atteint, dans les
grands appareils d'induction, jusqu'à 30 kilomètres.) 11 s'app1i(]ua ensuite à oldeuir un
isolement aussi parfait que possible, des fib de la bobine, en les noyant, pour ainsi dire, dans la gomme laque. Enfin, il accrui encore la puissiiice du courant inducteur, pu un faisceau de fils de fer» qu il enfonça à V'm* térieur de l'hêliee inductrice. Ces fils su* manient sous rinduence du courant induoleur, et leurs courants magnétiques iodifîduels, eus* ajoutant, réagissent énergiqoemenl sur le circuit destiné à recevoir les courants induits.
Voicila description de la machine deRubmkorr
Le corps de la bobine, S, est en carton mince, et les rebords en bois verni de gomme laque. Sur le cylindre de carton, se trouvent enroulées deux bélices de fils de cuivre, parfaite* ment isoléts. Une de ces hélices est composée de gros lil (d'environ 2 millimètres} ; Tautre, de fil très-tin. Les bouts de ces quatre 01i sortent des rebords de la bobine par quatft trous, a, 6, r, d. Les extrémités du Bl fin se reudeiit aux boutons A, B, montés sur dt^^ colonnes de verre. Les extrémités du gros d^^ viennent aboutir îi deux petites bornes mé- (;dliques, qui conmiuniquent avec les deui (iôles de la pile.
S.*ltJtk.
«iUI.6^4..
Flg. 398. — Machtne de Ruhmkorfr.
Celte communication s'établit ainsi. Les sont en rapport avec deux ressorts , qui boulons d^attuche E, F, du circuit de la pile appuient sur le cyUndre d'ivoire L» garni
Fig. 30t -^ DestrucUon du fort d« Pei ho, en flhm^, par une mine ennaminéc par là machine île KuliiiikorlT
d'uti système de plaques mélalliques par lesquelles le courant est forcé de prendre son chemin à travers le gros fil de la bobine.
Le cylindre d'ivoire L, porte le nom de coni' tnuiaieur. Cet organe assez compliqué, sert à re/iyerser le courant,età l'intercepter au besoin.
Un autre organe essentiel, est Vinterrupteur ou rhéùtome^ G> qui a été construit par M» Léon Foucault. Les lils C, D, qui se rendent à cet interrupteur y viennent d'une petite pile auxiliaire qui entretient le jeu de cet instrument.
Pour plus de clarté, nous représentons à part T. u
rinlerni pleur de i\L Foucault, dans la figure 395, d'après un modèle légèrement différenl. de celui qui se voit dans la figure 393.
L'interrupteur représenté dans la figure395 se compose d'un levier AB, soutenu par une lame élastique B. Kn C, le levier porte iin^ pointe de platine tjui plonge dans le mercure d*un petit vase communiquant avec Fun des pôles d'une pile spéciale. Quand le courant passe dans ce système^ le noyau de fer doux E s'aimante et attire le levier, dont la pointe C sort alors du mercure. Le courant KBC se
trouve ainsi interrompu, le fer doux se désaimante, le levier revient à sa première position, la pointe replonge, et ainsi de suite. Pour rendre les interruptions plus nettes, on couvre le mercure d'une couche d'alcool. On le remplace aussi par un amalgame de platine.
Une seconde pointe de platine, C, plonge dans un petit vase semblable au premier. Elle suit les oscillations du levier, et produit les interruptions périodiques du courant induit, qui traverse également le levier AB.
Fig. 395. — Interrupteur de Foucault.
Tels sont les organes essentiels de la machine d'induction. M. Fizeau a trouvé que ses effets sont notablement augmentés par l'interposition d'un condensateur', formé de deux feuilles d'étain, que l'on colle sur les deux faces d'une bande de taffetas gommé de 4 mètres de longueur, et qu'on replie ensuite entre deux autres bandes de taffetas, de façon à pouvoir les introduire dans l'intérieur de la planche qui supporte la bobine. Les armatures de ce condensateur sont en rapport avec les boutons M, et N de la figure 393.
Cet appareil remplit parfaitement son but ; mais les physiciens sont loin d'être d'accord sur son véritable rôle et sur la cause de ses effets. Nous nous dispenserons d'énumérer ici, les différentes explications qui ont été données à ce propos par MM. Fizeau, Faraday, Gaugain, du Moncel, Hearder, etc.
Grâce aux perfectionnements réalisés par M.Ruhmkorff, la machine d'induction a ac-
quis aujourd'hui une puissance extraordinaire. Les commotions qu*elle fournit, sont extrêmement violentes. Un jour, M. Quet, physicien belge, faisant des expériences dans un appartement obscur et] s*étant approché trop près de la bobine, fut renversé sur le coup, et il aurait pu être foudroyé, sans l'arrivée de M. Ruhmkorff. 11 garda le lit pendant plusieurs jours. Pourtant, sa pile ne se composait que de six éléments.
Avec un ou deux couples de Bunsen, la bobine de Ruhmkorff donne des commotions foudroyantes. Si Ton touche seulement du doigt, le fil induit, on reçoit une secousse terrible , même quand ce fil est recouvert de soie au point touché. Il ne faut donc jamais en approcher sans les plus grandes précautions.
Nous ne décrirons pas les modifications nombreuses que différents physiciens ont voulu faire subir à la ma-, chine de Ruhmkorff. Nous nous bornerons à en faire connaître les effets et les applications les plus importantes.
■ L'appareil de Ruhmkorff, dit M. Dumas, lie Tune à Vautre, ces deux formes de Télectricité, qui étaient séparées comme par un abîme : rélectricité des anciennes machines, caractérisée par la faculté de produire des étincelles et par une forte tension, et l'électricité de la pile, caractérisée par une très-faible tension, et par Timpuissance à fournir des étincelles véritables. •
En effet, nos machines électriques donnent une quantité d'électricité très-faible, mais douée d*une grande tension ; la pile de Voila donne une quantité très-grande d'électricité, mais sa tension est très-fai ble . La machine d'induction transforme ces deux électricités Tune dans l'autre, de la façon la plus simple et la plus pratique. Elle permet d'obtenir avec la pile, les effets de fulguration des machines à frottement, tout en fournissant des quantités énormes de fluide électrique sous forme de courant continu.
La bobine d'induction se charge presque
L'ÉLECTRO-MAGNETISME
instantanément. En ajoutant aux deux bouts du fil induit, de gros fils de cuivre dont on rapproche les extrémités, on obtient un jet presque continu d'étincelles d*un blanc éclatant, qui forment un faisceau de trois ou quatre traits de feu sinueux et sans cesse agités. On peut obtenir des étincelles qui ont 35 centimètres de longueur.
M. Foucault a eu Tidée de former une batterie de plusieurs machines d*induction réunies. On obtient ainsi des effets extraordinaires. Les torrents d^électricité fournis par ces machines, chargent, dans Tespace d*une minute, une forte batterie de bouteilles de Leyde, qu*on essaierait en vain de charger avec la machine à frottement, et auprès de laquelle cette dernière jouerait le rôle d*un petit ruisseau qui devrait remplir un lac.
Avec rétincelle de sa batterie d'induction, M. Ruhmkorff perce facilement des blocs de verre d'un décimètre d'épaisseur. Les détonations produisent un bruit aussi fort que des coups de pistolet. L'étincelle de cette batterie enflamme les corps combustibles, fond les métaux et les terres les plus réfractaires. Elle produit en un mot, tous les effets de la foudre dans une miniature déjà très-respectable.
Les effets chimiques de l'étincelle d'induction ne sont pas moins intéressants. Avec la machine électrique à plateau de verre, on ifarrivait pas à opérer avec succès sur des composés gazeux. Avec la bobine d'induction, au contraire, M. Perrot a pu décomposer les vapeurs d*eau, d^alcool, d'éther, d'àcidc acétique. 11 a pu décomposer le gaz ammoniac, et même le gaz acide carbonique, qu'aucune action chimique, si ce n'est la lumière dans les plantes, n'avait encore décomposé.
MM. Frémy et Ed. Becquerel ayant fait passer un courant d'étincelles de la machine de Ruhmkorff dans un tube rempli d'air, l'ont vu se remplir de vapeurs rutilantes d'acide hypo-azotique, provenant de la combinaison de l'azote et de l'oxygène de l'air.
Considérée sous le point de vue physi-
que, rétincelle d'induction diffère de l'étincelle électrique ordinaire. Tandis que celleci est formée d'un simple trait lumineux, l'étincelle fournie par la machine de Ruhmkorff se compose de deux parties distinctes' : un trait de feu instantané et une auréole ovoïde, dont la durée est mesurable. Cette auréole, toujours agitée, présente une couleur rouge orangé, avec teinte verdâtre du côté du pôle positif; elle est indépendante du trait brillant. L'attraction de l'aimant la dévie. Un souffle ou un corps en mouvement, l'entraînent ; et elle forme alors une large nappe de feu, de couleur violette et sillonnée d'éclairs ; elle ressemble à une flamme poussée par le vent.
M. du Moncel, qui a fait beaucoup d'expériences sur l'étincelle de la machine d'induction, a fait entre autres la suivante.
11 applique sur les faces extérieures de deux lames de verre séparées par une couche d'air de 2 millimètres, des plaques d'étain, en rapport avec le fil induit de la machine de Ruhmkorff. On voit alors, dans l'obscurité, une pluie lumineuse, de teinte bleue, entre les deux lames de verre. Si l'une des plaques est plus petite que l'autre, elle se détache en noir sur une belle auréole de lumière bleue.
Quand on fait partir l'étincelle d'induction au milieu d*un espace vide ou rempli d'un gaz, elle produit des apparences vraiment magiques à Tceil.
Si l'on fait le vide dans le petit ballon de verre qui est désigné par les physiciens sous le nom à'œuf éleciriquêj et qui n'est qu'un vase de verre de forme ovoïde, on voit se produire deux lumières différentes; Tune, violette, enveloppe la boule et la tige par laquelle arrive l'électricité négative ; l'autre, d'un rouge de feu, semble adhérer à la boule positive et forme une sorte de corps ovale qui s'étend vers l'autre boule (fig. 396). Si l'on fait communiquer une seule des boules avec le fil induit, on peut dévier cette
MHHVI'ILLES DE LA SCIENCE
^erbe de feu en approcliaiil Jti vase un corps conducteur.
La lumière prend divei-ses teintes dans les divers gaz ou vapeurs. M, Grove et M. Quet l'ont vue se diviser en couches parallèles, séparées par des espaces olis^urs (lig. 397); cVsl ce qu'on appelle la stratification de la lumière électrique.
Fig. 3Q6. — ÊUnceUe élcctriiîue.
Ces colonnes lumineuses obéissent à Tactîon de Faimant, qui leur imprime à volonté des mouvements de translation ou de rotation, senildaliles à ceux des aurores boréales.
M* Ceisslcr , mécanicien de Bonn, a construit des tubes de verre remplis de gaz raréfiés, et garnis, à leurs extrémités, de fils de platine, que Ton met en rapport avec
le circuit de la machine de Ruhmkorff» Il m produit alors dans Tintérieur de ces tube&, une lumière assez vive. Nous représentoai (fig. 398) un de ces tubes.
On a proposé de faire usage de ces lumineux pour Téclairage des mines cl travaux sous-marins. Les constructeurs d'i pareils de chirurgie ont essayé d*eniplo;
Fig. m *- Lumière électrique ttnttS«f
le tube de Geissler pour porter, dan» r«~ rière-bouche et dans les organes profoti<lS| un appareil éclairant qui n'y dévelopfi^ t«cune sensation de chaleur gènaote.
De toutes ces applications , celle tjm * donné jusqu'ici le meilleur résultat prit»que, est celle qui concerne féclair^ige < mines, et des lieux souterrains.
L^ELtlCTUO-MAGNETISME,
Nous représeiilons (fi g, 399) la disposilion que donne à ces lampes un habile constructeur d*instriinientsde physique de Paris, hL Gai fie. La légende qui accompagne cette hgure eu fera comprendre les dispositions.
^^Wff
Fig, 3118. ~ Tubes de <îeis»ler.
La (igure 400 représente llustaltation de i'€S tubeî? au fond d'une mine pour éclairer l'ouvrier et remplacer, par conséquent, la
f\g 309. — Lanterne éleclriqup des ininfurs
T Tub« de Gelssler dans kquti le vide eit fait sur r^iote ptjr. La partie du tube con tournée en «pi raie est un verl-e d*urane. La lumière de l'niote esl rose, celle du verre d'umne est Terte, l'ensemble éctaire les obJeU en blanc légèrement verdùtre«
K ÉprouTette en verre très-ëpais deistinée * protéger le lube lumineux de» cboci.
C Ca^otle en caoutchouc qui forme réprouvetle,
R»R'Rbéophore« amenant le eau ranï de la machine de Ruhmkorff.
lampe de Davy, source de dangers pour Toiivrier imprudent ou uiatadroit.
Une des applications les plus importantes de la bobine de RuhmkorfT, c'est son emploi potir rinflammation des cornbustibh^s. Dans les moteurs Lenoir^ cesi l'étincelle fournie par une machine de RuhmkorfT qui met périodiquementjefeu au mélange gazeux, qui fournit la force de ces machines.
L'exploitation des carrières, le percement des tunnels, l'explosion des mines à grande distance, sont sin- LTU lie renie ni facilités par la machine [{uhmkoriï, La siirelé de son jeu et les grandes dislances auxquelles elle porte rétincellcj permettent frelîectuer sans péril Fexplosion des mines, qui remuent et entraînentsansaucun danger pour l'opérateur, des masses considérables de terre et de roches. La machine de RulmikorïT donne Tavanlage de pouvoir enflammer, d'un seul jet, huit ou dix fourneaux de mine a la fois. Dés 1838, la bobine d'induction fut appliquée pour dégager les abords de Venise, où les Autrichiens avaient établi un grand nombre de barrages dans les lagunes.
Dans Texpédilion de Chine, en 1860, on s'en servi! pour faire sauter le ftut principal du Peï-ho, au moyen de huit fourneaux endanimés simultanément (lig,394, p. 729). AL Auguste Trêve, lieutenant de vaisseau, eut recours à Tétincelle d'induction fournie par la machine de RubnikorfT pour enflammer les mines dirigées contre les forts chi* nois. Les études faites précédemment pour appliquer rélectricité à rinflammation des mines à distance, et dont M* du Moncel avait fait de belles applications pour tes travaux du port de tiherhourg, furent ici mises en usage avec un avantage marqué, pour les travaux de la guerre.
M. Trêve écrivait des bords du Peï-ho, le 9 octobre 1860, une lettre conlenaut les lignes su i va nies :
Mf^RVEILLES DE LA SCIENCE.
m Les Chînoîi afaîeni construit à l'emboucliiire même au Peïrho des forte vérîtûbleinenl puissants et dont nous occupions la motlié; il a Tallii détruire par la mine les deux autres grands rorts, et c*est là que rappareil de Rahmkoriï a reçu sa première consécration en Cliine, J'ai fait celte a fTaîre de concert avec un de mes camarades, capitaine du génie ; lui, a disposé les grands fourneaui| moj, les engins électriques. L'explosion sîmultaoéû a été réussie au* lant qu'elle peut mathématiquement Fétre ; la destruction est complète. Le tableau, au dire des spectateurs, a représenté une grande vague de terrain qui s'eàt aiïaissée en se déversant de tous côtés, avec très-peu de projections verticales* Les Anglais, qui n avaient pas nos moyens d'explosion, ont eu beaucoup plus de peine. Le commandant supérieur, M. Hourgeois, est enchanté ei a fuit un rapport à l'amiraL Le peu de longueur de mes tils nous a obligés, le capitaine et moi, h nous construire, i cinquante mètres de là, un petit abri oà nous avons éprouvé tous les deux un vérilable tremblement de terre «
J'ai été obligé aussi de ne me teririr qae d'un leul fil, pour chaque fusée, et par conséquent du manipulateur à un seul contacL Succès complet I
Le mt^me marin; M. Trêve, a encore misa profit la bobine d'itiductîon pour allumer les fanaux qui servent de signaux de nuit sur J côtes (1).
Les effets delà machine de Ituhmkorflî populaires, depuis qu'elle a figuré sur différentes scènes de nos théâtres et daj lin nombre infini de soirées scientifique Elle a répandu le nom de Ruhmkorfl^ da toutes les parties du monde*
Le grand prix de 50,000 francs institué pou les applications de la pile de Voila a été décerné^ en ! 86 1. ace constructeur émérile»
rlg. 100» — Lampe de mineur, Ouvriors mineurs au rravail
Ce prix avait été fondé par l'empereur Napoléon II L Le décret du 23 février 1852, fixait à cinq ans le terme de ce concours, qui devait être jugé pour la première fois en 1857. La commission, présidée par M. Dumas, fit son rapport au commencement de 18S8. Elle déclara qu'il n*y avait pas lieu de décerner le prix, et demanda une prorogation du concours jusqu'en 1863 ; mais elle signala, comme dignes d'éloges, leseflbrtsde MM. Ruhmkorlî,
Fromentj Duchenne(de Boulogne) et Middeldorpfl*. En i864, le grand prix fut enfin décerné, et c'est, comme nous venons de le dire, M, RuhmkorlT qui Tobtint.
Dans un rapport très- remarquable, M. Dumas déclara que Tappareil de RuhmkorfT réunit des conditions très-rares, qui en font uu instrument fécond en découvertes de
(l) Vttir notre ouvrage Année scimti/iquw et induêrùiie, 2* aunée, pp* f8aMt>3,
LELECTRO-MAGNÉTISME.
tout genre, ouvrant à rélectricité une voie nouvelle et inattendue, et marquant déjà par d*inconteslables services sa place dans les travaux journaliers de l'industrie ou de Fart militaire.
Les notions que nous venons de présenter dans cette notice sur ï électro-magnétisme et l'électricité d'induction^ auront paru peut-être k nos lecteurs, un peu théoriques, un peu abstraites. Elles auront exigé quelque attention de leur part. Cette attention ne sera point
perdue. 11 est nécessaire de bien com[>rendre cette partie de la physique, pour lire avec fruit les notices qui vont suivre. En effet, la télégraphie électrique, les moteurs électriques^ Y horlogerie électrique, V éclairage électri^ que, etc., que nous allons aborder, dans le volume suivant, ne sont que de simples applications des principes de Yélectro-magné^ tisme et de Vélectricité dinduction , qui viennent d'être exposées dans ces dernières pages.
FIN DK L'ÈLECTHO-MAliNKTISMh: ET DU PREMIER VOLUME.
TABLE DES MATIÈRES
Prépack *-2
LA MACHINE A VAPEUR
