CHAPITRE I. «- THÉORIE D'AMPÈRE

Si Ton vient à briser un barreau aimanté, les deux fragments prennent des pôles contraires, comme le font les deux parties séparées d'un même, solénoïde {fig. 342).

Enfin on peut prendre un aimant et un solénoïde et les opposer l'un à l'autre. On les verra s'attirer ou se repousser absolument comme s'ils étaient ou deux solénoïdes ou deux aimants. Cette expérience décisive établit nettement l'identité des deux sortes d'appareils.

Théorie d'Ampère. — Cette identité absolue dans les effets des solénoïdes et des aimants exige l'identité de leur constitution. Pour la faire concevoir, Ampère a imaginé l'hypothèse suivante : il a admis que les molécules de fer ou d'acier sont enveloppées à Tétat naturel par des courants préexistants de direction quelconque et tels, qu'il y en ait autant dans un sens que dans le sens contraire, de sorte qu'ils se détruisent. Vient-on à les soumettre à l'influence d'un solénoïde tout formé, ils se dirigent parallèlement aux courants de ce dernier et constituent par euxmêmes une série de solénoïdes élémentaires qui ajoutent leurs effets. Quand il s'agit de fer doux, ces courants reprennent leur direction quelconque aussitôt que cesse la cause qui les a dirigés. Si Ton opère sur l'acier, les courants gardent leur place et l'aimantation persiste indéfiniment. Nous allons confirmer cette hypothèse en montrant par de nombreux exemples que les aimants se comportent toujours comme des solénoïdes.

Fi{j. 3^3.

n. — ACTION DES GÛURAIfTS SUR LES AIMANTS.

On peut dans toutes les circonstances calculer l'attraction d'un solénoïde sur

un assemblage quelconque de courants. En effet, Ampère a démontré {^fig. 3/|3) que deux éléments de courant OA = 5 et O'A' =1 s\ d'intensités 1 et /'., qui font des angles B et B' avec la ligne 00' qui joint leurs centres, qui sont avec cette 'B " / ligne dans deux plans diffé-

rents dont l'angle est s, et dont la distance est r, exercent l'un sur l'autre une attraction ou une répulsion F

37lJ LIVRE V. - ÉLECTRO-MAGNÉTISME,

représentée par la forjnule

ti'ss

(BÎn^sin^'cose — jcosôcos^').

Cette formule exprime donc l'action élémentaire de deux courants. Si maintenant on examine deux courants finis de forme géométrique et de position réciproque connue, on pourra les décomposer tous deux en leurs éléments et calculer l'action résultant des forces exercées par tous les éléments de l'un sur tous les éléments de l'autre, laquelle pourra toujours se réduire à une force et un couple.

I® Un solénoïde étant un assemblage de courants, on peut calculer son action sur un autre solénoïde, et on trouve qu'elle se réduit à quatre forces : deux attractions entre les pôles contraires, et deux répulsions entre les pôles de même nom, lesquelles sont en raison inverse du carré des distances des pôles en question. On verra bientôt que la même loi s'applique aux aimants.

2^ Soit un élément de courant OM représente par la poupée d'Ampère et

regardant le pôle A d'un solénoïde {^g' 3/|4 )• On a calculé les actions de tous les éléments du solénoïde sur OM, et on a trouvé qu'elles se composent en une résultante unique appliquée au milieu du courant OM, perpendiculaire au plan AOM, et agissant vers la droite de la poupée si A est un pôle austral : de façon que le solénoïde transporterait le courant de O vers X sur la ligne HJL' perpendiculaire au plan AOM. Si A était un pôle boréal, la résultante serait dirigée du côté opposé.

Pour prouver que les aimants se comportent comme les solénoides, il faut faire l'expérience en mettant en A le pôle austral d'un aimant et en montrant qu'il agit comme celui d'un solénoïde; on le fait au moyen de l'appareil de Barlow. C'est une roue dentée de cuivre, évidée pour être plus légère, et mobile autour d'un axe GF {fig* 345). Les dents viennent, quand elle tourne, lécher la surface d'un bain de mercure dans une auge ED. Un courant électrique qui arrive au mercure par le bouton G, remonte verticalement par les dents de la roue du contour vers le centre, et retourne par l'axe au pôle négatif. Enfin un aimant AMB, qui est fixé sur la base de l'appareil, présente ses deux pôles A et B aux deux faces de la roue.

La poupée placée dans le courant mobile sera verticale, elle aura les pieds sur la pointe des dents, la tète vers l'axe FG ; si elle regarde le pôle austral A, elle sera sollicitée par une force dirigée vers sa droite de D en C. Si elle se retourne pour regarder le pôle boréal B, elle sera chassée vers sa gauche : ce sera encore de D en C. Aussi voit-on la roue se mouvoir de D vers C.

Z^ Non-seulement l'élément OM est sollicité vers sa droite par une force OX', mais, à cause de la loi de l'action et de la réaction, le pôle austral A du solc- Doide est lui-même sollicité par une force contraire A A' {fig. 344)} dirigée