EXPERIENCE DE MASSON. — EXPERIENCE DE BREGUET

— MACHINE DE RUHMKORFF. — FORME DE LE IINŒI.LE D'INDUCTION FOURNIE PAR LA MACHINE DE RUHMKORFF. — EFFETS LUMINEUX DE CETTE ÉTINCELLE DANS LE VIDE ET IIAN9 LES CAZ. — TUBES DE GEISSLER. — APPLICATIONS DE LEUR EFFET LUMINEUX. — APPLICATIONS DIVERSES DB LA HAiUlNK DE RUHMKORFF.

Le physicien français Masson 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 de&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 i8î51 que l'appareil d'inductiou 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 l'opticien Charles Chevalier et chez quelques autres de nos meilleurs constructeurs, il s'établit comme ouvrier en chambre. Il devint, plus tard, chef d'une maison de construction d'appareils d'électricité

M. Ruhmkorff est loin d'être un savant.

« Son éducation, dit M. Dumas, dans un rapport surlequelnous aurons à revenir, s'est faite peu àpeu, par l'étude 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 persévérant que rien ne distrait, d'une abnégation qui lui a mérité les plus illustres témoignages d'estime, H. RuhmkorlT restera comme un type, digne de servir de modèle à ces nombreux et intelligents ouvriers qui peuplent les ateliers de précision do la capitale. »

M. Ruhmkorff mit à profit les recherches de MM. Masson et Bréguet. Il multiplia d'une

MERVEILLES DE LA SCIENCE

manière prodigieuse les spires de l'hélice, en faisant usage d'un fil très-fin et très-long, pour recevoir les courants induits. (La longueur de ce fil développé atteint, dans les

Fig. 3W. — RiilimkorlT

grands appareils d'induction, jusqu'à 30 kilomètres.) I! s'appliqua ensuite à obtenir un

isolement aussi parfait que possible, des fils de la bobine, en les noyant, pour ainsi dire, dans la gomme laque. Enfin, il accrut encore la puissance du courant inducteur, par un faisceau de fils de fer, qu'il enfonça à l'intérieur de l'hélice inductrice. Ces fils s'aimantent sous l'influence du courant inducteur, et leurs courants magnétiques individuels, ens' ajoutant, réagissenténergiquement sur le circuit destiné à recevoir les courants induits.

Voici ladescription de la machine deRuhmkorff.

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 hélices de fils de cuivre, parfaitement isolées. Une de ces hélices est composée de gros fil (d'environ 2 millimètres) ; l'autre, de fil très-fin. Les bouts de ces quatre fils sortent des rebords de la bobine par quatre trous, a, A, c, d. Les extrémités du fil fin se rendent aux boutons A, B, montés sur des colonnes de Yerre. Les extrémités du gros fil viennent aboutir à deux petites bornes métalliques, qui communiquent avec les deux pôles de la pile.

Flg. 393. — Machine de Ruhnikorff.

Cette communication s'établit ainsi. Les I sont en rapport avec deux ressorts , qui boutons d'attache E, F, du circuit de la pile j appuient sur le cylindre d'ivoire L, garni

1/ É L EC T R 0-M AG N É TISME.

CarM, CnUtt Ht, - f f.t„, « 0», «Al.

Fig. 394. — Destruction du fort <!>• Peî ho, en Chine, par une mine eiiflunimée pur la machine de KuhmkorIT

d'un système de plaques métalliques par les-

quelles 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 commutateur. Cet organe assez compliqué, sert à ren verser le co u ra n t , e t à Tinte reepte r a u beso i n.

Un autre organe essentiel, est Y interrupteur ourhéotome, ti, qui a Hé ronstn.it par M. Léon Foucault. Les fils C, D,qui se rendent à cet interrupteur, viennent d'une petite pile auxiliaire qui entretient le jeu «le cet instrument.

Pour plnsde clarté, nous représentons^ part

l'interrupteur de M. Foucault, dans la figure 395, d'après un modèle légèrement différent de celui qui se voit dans la figure 393.

L'interrupteur représentédans la figure 395 se compose d'un levier AB, soutenu par une lame élastique 15. En C, le levier porte une pointe de platine qui plonge dans le mercure d'un petit vase communiquant avec l'un 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 EBC 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.

Tels sont les organes essentiels de la machine d'induction. M. Fizeaua 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 tes introduire dans l'intérieur delà planche qui supporte la bobine. Les armaturcs 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, Ilearder, etc.

Grâce aux perfectionnements réalisés par M.Ruhmkorfl, 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. Il garda le Ht 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 l'on touche seulement du doigt, le fll 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 machine de Ruhmkorff. Nous nous bornerons à en faire connaître les effets et les applications les plus importantes.

« L'appareil de RuhmkorfT, dit M. Dumas, lie l'une à l'autre, ces deux formes de l'électricité, qui étaient séparées comme par un ablmc : l'électricité 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 lrè*-faible tension, et par l'impuissance a 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 Volta donne une quantité très-grande d'électricité, mais sa tension est très-faible. La machine d'induction transforme ces deux électricités l'une 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 su charge presque

L' ELECTRO-MAGNETISME.

instantanément. En ajoutant aux deux bouts du fll 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 33 centimètres de longueur.

M. Foucault a eu l'idée de former une batteriti de plusieurs machines d'induction réunies. On obtient ainsi des effets extraordinaires. Les torrents d'électricité fournis par ces machines, chargent, dans l'espace d'une minute, une forte batterie de bouteilles de Leyde, qu'on essaierait en vain de charger avec la machine à frottement, et auprès <ic laquelle cette dernière jouerait le rôle d'un petit ruisseau qui devrait remplir un lac.

Avec l'étincelle 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 foudro 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 n'arrivait 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'acide acétique. lia 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, l'étincelle 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 Monccl, qui a fait beaucoup d'expériences sur l'étincelle de la machine d'induction, a fait entre autres la suivante.

Il applique sur les faces extérieures de deux lames de verre séparées par une couche d'air «le 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 l'œil.

Si l'on fait le vide dans le petit ballon de verre qui est désigné par les physiciens sous le nom à' œuf électrique, et qui n'est qu'un vase de verre de forme ovoïde, on voit se produire deux lumières différentes ; l'une, 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

gerbe de feu en approchant du vase un corps conducteur.

La lumière prend diverses teintes dans les divers gaz ou vapeurs. M. Grovc et M. Quct l'ont vue se diviser en couches parallèles, séparées par des espaces obscurs (fip. 397); c'est ce qu'on apjielle la stratification de la lumière électrique.

Fig. 30C. — Étincelle électrique.

Ces colonnes lumineuses obéissent à l'action de l'aimant, qui leur imprime à volonté des mouvements de translation ou de rotation, semblables à ceux des aurores boréales.

M. Geissler , mécanicien de Bonn , a construit des tubes de verre remplis de gaz raréfiés, et garnis, à leurs extrémités, de fils de platine, que l'on met en rapport avec

le circuit de la machine de Huhmkoriï. Il se produit alors dans l'intérieur de ces tubes, une lumière assez vive. Nous représentons (fig. 398) un de ces tubes.

On a proposé de faire usage de ces tubes lumineux pour l'éclairage des mines et des travaux sous-marins. Les constructeurs d'appareils de chirurgie ont essayé d'employer

Fig. 397. — LtimUVo électrique stratiOée.

le tube de Geissler pour porter, dans l'arrière-bouche et dans les organes profonds , un appareil éclairant qui n'y développe aucune sensation de chaleur gênante.

De toutes ces applications , celle qui a donné jusqu'ici le meilleur résultat pratique , est celle qui concerne l'éclairage des mines et des lieux souterrains.

LÉLECTRO-MAGNÉTISME.

Nous représentons (fig. 399) la disposition que donne à ces lampes un habile constructeur d'instruments de physique de Paris, M. < .aille . La légende qui accompagne cette figure en fera comprendre les dispositions.

Fig. 398. — Tubes de Geiselsr.

La figure 400 représenta l'installation do ces tubes au fond d'âne mine pour éclairer l'ouvrier et remplacer, par conséquent, la

Fig. — Lanterne électrique des mineurs.

T Tube de Gehwler dans lequel le vide est fait sur l'nzute pur. La partie du tube contournée en spirale est un verre d'urane. La lumière de l'axole est rose, celle du verre d'urane est verte, l'ensemble éclaire les objets en blanc légèrement verdàtre.

E Rprouvette eu verre très-épais destinée A protéger le tube lumineux des eboefl.

C Calotte en c aoutchouc qui forme I eprouvette.

R, R' Rhéophores amenant le courant de la machine de Ruhmkoru*.

lampe de Davy, source de dangers pour l'ouvrier imprudent ou maladroit.

Une des applications les plus importantes de la bobine de RuhmkorfT, c'est son emploi pour l'inflammation des combustibles. Dans les moteurs Lenoir, c'est l'étincelle fournie par une machine de Ruhmkorff qui met périodiquement, le feu au mélange gazeux, qui fournil la force de ces machines.

L'exploitation des carrières, le percement des tunnels, l'explosion des mines à grande distance, sont singulièrement facilités par la machine Huhmkorff. La sûreté de son jeu et les grandes distances auxquelles elle porte l'étincelle, permettent d'effectuer sans péril l'explosion des mines, qui remuent et entrainentsansaucun danger pour l'operateur, ■ les masses considérables de terre et de roches.

La machine de Huhmkorff donne l'avantage de pouvoir enflammer, d'un seul jet, huit ou dix fourneaux de mine à la fois.

Dès 18;>8, 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 l'expédition de Chine, en 1860, on s'en servit pour faire sauter le fort principal du Peï-ho, au moyen de huit fourneaux enflammés simultanément (fig. 394, p. 729).

M. \ 1 1 truste Trêve, lieutenant de vaisseau, eut recours à l'étincelle d'induction fournie par la machine de Huhmkorff pour enflammer les mines dirigées contre les forts chinois. Les études faites précédemment pour appliquer l'électricité à l'inll. limitation des mines à distance, et dont M. du Moncel avait fait de belles applications pour les travaux du port de Cherbourg, 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 1800, une lettre contenant les lignes suivantes ;

MERVEILLES DE LA SCIENCE

« Les Chinois avaient construit à l'embouchure même du Peï-ho des forts véritablement puissants et dont nous occupions la moitié; il a fallu détruire par la mine les deux autres grands forts, et c'est là que l'appareil de RuhmkorlT a reçu sa première consécration en Chine. J'ai fait cette affaire de concert avec un de mes camarades, capitaine du génie ; lui, a disposé les grands fourneaux, moi, les engins électriques. L'explosion simultanée a été réussie autant qu'elle peut mathématiquement l'être ; la destruction est complète. Le tableau, au dire des spectateurs, a représenté une grande vague de terrain qui s'est affaissée en se déversant de tous côtJs, 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. Bourgeois, est enchanté et a fait un rapport à l'amiral. Le peu de longueur de mes fils nous a obligés, le capitaine et moi, à nous construire, à cinquante mètres de là, un petit abri où nous avons éprouvé tous les deux un véritable tremblement de terre.

J'ai été obligé aussi de ne me servir que d'un seul fil, pour chaque fusée, et par conséquent du manipulateur à un seul contact. Succès complet ! »

Le même marin, M. Trêve, a encore mis à profit la bobine d'induction pour allumer les fanaux qui servent de signaux de nuit sur les côtes (1).

Les effets de la machine de Ruhmknrfl sont populaires, depuis qu'elle a figuré sur les différentes scènes de nos théâtres et dans un nombre infini de soirées scientifiques. Elle a répandu le nom de Ruhmkorff, dans toutes les parties du monde.

Le grand prix de 50,000 francs institué pour les applications de la pile de Vol ta a été décerné, en 1864, à ce constructeur émértte.

Ce prix avait été fondé par l'empereur Napoléon III. 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 1858. 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, leseffortsde MM. RuhmkorO,

Froment, Duchenne(dc Boulogne) et Middeldorpff. En 1864, le grand prix fut enfin décerné, et c'est, comme nous venons de le dire, M. Ruhmkorff qui l'obtint.

Dans un rapport très-remarquable, M. Dumas déclara que l'appareil de RuhmkorlT réunit des conditions très-rares, qui en font un instrument fécond en découvertes de

(l) Voir notre ouvrage Année scientifique et indutrielle.7» année, pp. 183-103.

L' ÉLECTRO-MAGNÉTISME

tout genre, ouvrant à l'électricité une voie nouvelle et inattendue, et marquant déjà par d'incontestables services sa place dans les travaux journaliers de l'industrie ou de l'art militaire.

Les notions que nous venons de présenter dans cette notice sur Y électro-magnétisme et l'électricité d'induction, auront paru peut-être à nos lecteurs, un peu théoriques, un peu abstraites. Elles auront exigé quelque attention de leur part. Cette attention ne sera point

perdue. Il est nécessaire de bien comprendre 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, Y éclairage électrique, etc., que nous allons aborder, dans le volume suivant, ne sont que de simples applications des principes de Y électro-magnétisme et do l'électricité <f induction , qui viennent d'être exposées dans ces dernières pages.

FIN DE L'ÉLECTHO-MAG.MiTlSME ET DU PREMIER VOLUME.

TABLE DES MATIÈRES