Actious réciproques des couranls : JLois «l'Ampère

— A la suite des expériences d'CËrstedt, Ampère fut amené à penser que le courant électrique, qui dévie l'aiguille aimantée, doit exercer aussi une action mécanique analogue sur un autre courant. Pour le A^érifier, il construisit des courants

Fig. 200.

mobiles, pouvant tourner autour d'an axe vertical. La disposition que représente la figure 206 est beaucoup plus commode que celle d'Ampère : elle est due à Berlin. La cuvette de cuivre V et la colonne S, qui sont isolées l'une de 1 autre, communiquent par des bandes de cuivre avec les deux pôles d'une pile. Le fil H se termine d'une part à une aiguille

d'acier implantée au centre d'un petit disque isolant, d'autre part à un petit cercle métallique qui entoure ce disque et sup- ])orte par trois tiges de même nature le cercle de cuivre A. L'aiguille repose sur le fond d'une coupelle pleine de mercure qui termine la tige l,el supporte tout l'équipage mobile ; le cercle A plonge dans l'eau acidulée qui remplit la cuvette V. L'appareil mobile s'appuie donc uniquement sur la pointe de l'aiguille et peut tourner librement, sous la moindre impulsion, autour de la verticale qui passe par cette pointe. Telle est la partie essentielle de l'instrument; il permet de vérifier facilement les lois suivantes, indiquées par Ampère.

1" Deux courants parallèles s'attirent s'ils sont de même sens, et se repoussent sHIs sont de sens contraire.

2" Deux courants qui font un angle s'attirent s'ils s'approchent ou s'éloignent tous deux du sommet de l'angle; ils se repoussent si l'un s'approche du sommet et que l'autre s'en éloigne.

On démontre la première loi en approchant d'une des branches verticales du fil H un autre fil traversé par un courant ou mieux un multiplicateur M qui produit une action plus énergique : c'est le cas représenté par la figure. Le même courant traverse successivement le multiplicateur et le fil H ; un commutateur permet d'intervertir le courant dans ce dernier sans le modifier dans le multiplicateur, ce qui change le sens de l'action. Pour vérifier la seconde loi, on fait agir le multiplicateur sur la partie horizontale du fil H.

323. Action de la terre sur les eoarantt). — Sans étudier davantage les actions exercées par un courant sur un autre courant, nous passerons immédiatement à l'action de la terre, qui est plus importante encore. Si l'on supprime le multiplicateur M, et que, faisant passer le courant seulement dans le fil mobile H, on abandonne celui-ci à lui-même, on le voit tourner jusqu'à ce que son plan soit dirigé de l'est à l'ouest, le courant descendant étant à l'est. Il en serait encore de même si le fil H, au lieu d'être rectangulaire, avait la forme d'un cercle.

Il résulte de cette expérience que la terre agit comme si elle était le siège d'un courant dirigé de l'est à l'ouest. On démontre d'ailleurs que ce courant serait situé vers l'équateur magnétique.

324. iiolénoïdes. — Imaginons qu'on ait une série de cercles égaux et parallèles, dont les centres soient tous sur une même droite perpendiculaire à tous leurs plans, et que tous ces cercles soient parcourus par des courants tournant dans le même sens.

SOLÉNOIDES.

Kig. 207.

Sous l'action de la terre, ces courants mobiles s'orienteront lous de la même manière, de sorte que l'axe de l'appareil prendra la direction du méridien magnétique. Comme dans liaque cercle le courant descendant se place à l'est, on voit [u'en adoptant encore ici la définition >r.\.mpère et en supposant que l'observateur regarde l'axe, on pourra dire (|ue le pôle nord de l'appareil est à la gauche du courant. Il est impossible de construire une série de cercles séparés comme nous venons de le supposer : on se contente d'enrouler un fil en spirale et de recourber les deux extrémités jusqu'au milieu (fig. 207) ; on démontre que cette disposition équivaut à celle que nous avons indiquée d'abord. C'est ce qu'on appelle un solénoïde : une monture semblable à celle que nous avons décrite plus haut permet de le substituer au rectangle H, dans l'appareil de la figure 206; on le voit alors se diriger du nord au sud lorsqu'on fait passer le courant.

32o. Assimilalion des aimants et des solénoïdes; (liéorie d'Ampère. — Un solénoïde se dirige donc sous l'action de la terre comme le ferait un aimant. L'analogie ne s'arrête pas là : Ampère a montré que deux solénoïdes ou un solénoïde et un aimant agissent l'un sur l'autre comme deux aimants. Ainsi les pôles de même nom de deux solénoïdes ou d'un solénoïde et d'un aimant se repoussent, les pôles de nom contraire s'attirent.

Ampère a conclu de là qu'on peut assimiler les aimants à des solénoïdes : chaque aimant contiendrait une foule de solénoïdes d'un diamètre infiniment petit. Ces courants particulaires existeraient toujours dans l'acier et dans le fer doux, mais ils seraient dirigés dans tous les sens : l'aimantation aurait pour effet de leur donner à tous une même orientation.

326. Magnétisme «errentre. - La théorie d'Ampère peut s'appliquer aussi à Faction de la terre sur les aimants. Cette action peut s'expliquer par l'hypothèse d'un aimant terrestre placé à peu près suivant la ligne des pôles. D'après la théorie d'Ampère, on peut remplacer cet aimant par un ou plusieurs solénoïdes ou par un ou plusieurs courants circulant de i est à l'ouest dans le voisinage de l'équaleur. Cette hypothèse est d'ailleurs beaucoup plus vraisemblable que la première.

Aimantation par les courants . Électro-aimants.

327. Aimantation «le l'acier par le» conran«8. — Arago a remarqué en 1820 qu'un fil de cuivre traversé par un coulant attire la limaille de fer : il en conclut que le courant aimantait cette limaille par influence. D'ailleurs cette propriété n'est que la conséquence de celles que nous avons constatées dans le chapitre précédent: les aimants étant assimilables à.des courants, ces derniers doivent comme eux développer l'aimantation dans l'acier et dans le fer. Si l'on place en efTet une aiguille d'acier perpendiculairement à un rhéophore, elle s'aimante et prend un pôle nord à rjaiiche ducourant. Pour augmenter l'efTet, on enroule ordinairement le fil en spirale, et l'on place l'aiguille dans l'intérieur. 11 est évident que les actions de toutes les spires s'ajoutent et l'aimantation se fait encore suivant la règle précédente. L'acier acquiert en peu d'instants son maximum d'aimantation.

.328. Aimantation du fer doux : électro-aimants. — Le fer doux s'aimante comme l'acier sous l'influence des courants, mais son aimantation ne persiste pas : elle cesse dès qu'on interrompt ou qu'on éloigne le courant. Il en résulte que, si l'on entoure un noyau de fer doux d'une bobine de fil isolé dont toutes les spires tournent dans le même, sens, ce noyaiT s'aimantera chaque fois qu'un courant traversera la bobine et perdra son aimantation dès que le courant sera interrompu. Tel est le principe des électro-aimants, qui présentent sur les aimants ordinaires l'avantage de porter à poids égal une charge plus forte, et surtout de pouvoir, par leur aimantation et leur désaimantation successive, ■ mettre en mouvement des

pièces mobiles. On donne aux électro-aimants diverses formes : parfois le noyau est cylindrique et entouré de fil sur