RECHERCHES SUR LES ÉCRANS ÉLECTROMAGNÉTIQUES. 47 LA

C’est M. Borgmann (*) qui a le premier essayé de séparer les deux phénomènes, en étudiant la quantité de chaleur mise en jeu dans des tubes de fer fendus suivant une génératrice et disposés, comme dans les expériences de Cazin, dans le réservoir d’un thermomètre à air. Le courant était interrompu cinq, dix ou vingt fois par

seconde au moyen d’un mécanisme d’horlogerie : l’éléva-

tion de température fut à peu près proportionnelle au carré de l’aimantation induite et au nombre d’interruptions par seconde.

MM. Warburg et Hünig ont voulu comparer les quantités d'énergie dissipées dans un cycle parcouru lentement et dans une variation rapide (2); dans le premier cas, la quantité d'énergie était déduite de l’aire de la courbe d’aimantation et, dans le second, mesurée par une méthode calorimétrique; le thermomètre à air était remplacé par un thermomètre à éther. Afin d'éviter l'influence de la quantité de chaleur produite par les courants induits, ils employaient des faisceaux de fils fins (0"",22 et 0"",68 de diamètre). Leur conclusion est que, pour la fréquence utilisée, égale à 4,2 et réalisée au moyen d’un commutateur, l’énergie dépensée par période est les ? environ de l'énergie dépensée dans un cycle lent. Les auteurs reconnaissent eux-mpêmes les difficultés qu’il y avait à ürer une mesure en valeur absolue des indications de leur appareil.

M. Tanakadaté a entrepris la même comparaison (*); il observe l’élévation de température d’un anneau de fils de fer de 1"*,15 de diamètre formant le noyau d’une bobine parcourue par un courant alternatif, et en déduit, par un calcul complexe et peu sûr, la quantité de chaleur mise

(1) J. BorGmanN, Journ. de la Soc. physico-chimique russe, t. XIV, p: 67; 1882. — Journ. de Ph., 2° série, t. IT, p. 574; 1883.

(2) WarBurG et HôniG, Wied. Ann., t. XX, p. 814; 18835.

(5) TANAKADATÉ, Phil. Mag., 5° série, t. XAVIIT, p. 207; 1880.

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en jeu par période; il emploie un couple thermo-électrique. Au lieu de + il trouve, pour le rapport cherché, +.

Il est à remarquer que, dans le cours de ses expériences, M. Tanakadaté a fait varier dans de larges limites la fréquence du champ magnétique périodique; il a construit deux courbes représentant les variations de la quantité d'énergie dépensée dans une période en fonction de la valeur maximum du champ : cette quantité d'énergie était déduite, pour l’une des courbes, de l'aire des courbes d’aimantation et, pour l’autre, des expériences précédentes; cette dernière courbe comprend, sans discontinuité, des points déterminés pour des fréquences diflérentes; le rapport des ordonnées des deux courbes se maintient à peu près constant, voisin de , de sorte qu'il résulterait des expériences de M. Tanakadaté que le considérable abaissement observé est indépendant de la vitesse des variations.

MM. J. et B. Hopkinson (!} ont cherché à construire par points la courbe d’aimantation correspondant à une variation rapide du champ; le noyau employé était un paquet de fils de fer de + de millimètre de diamètre, en forme de tore; un contact tournant monté sur l’axe de l’alternateur permettait de connaître, à une phase quelconque de la période, la différence de potentiel entre lesextrémités d'une résistance R sans self-induction, faisant partie du circuit, ou entre celles de la bobine magnétisante; la première est égale à Rx, & étant l'intensité du courant à l'instant considéré, et la deuxième à 71 + . r représentant la résistance de la bobine et le flux d'induction; on peut ainsi calculer . et construire une courbe représentant les va-

riations de cette quantité pendant une période; il suffit

(1) J. et B. Hopxinson, The Electrician, à septembre 1892.

d'intégrer cette courbe pour avoir la valeur du flux d’induction à chaque instant.

Les auteurs ont construit par ce procédé une courbe correspondant à 125 périodes par seconde : l'induction maximum est bien égale à celle que produit la même va- Jeur du champ magnétisant atteinte après une variation lente, mais la courbe est légèrement déformée.

De nouvelles expériences entreprises pour rechercher la cause de cette déformation ont montré que la différence était plus grande entre les courbes correspondant aux fréquences 72 et 5 qu'entre celle-ci et la courbe statique (c'est-à-dire la courbe obtenue par la méthode balistique), d’où les auteurs concluent qu’on a affaire à un véritable effet de temps (!).

La méthode de Hopkinson à été également employée. par M. Breslauer (?); il a trouvé que la courbe statique différait nettement, dans toutes les parties dela période, du tracé oblenu pour une fréquence de 20 à 30; dans la partie montante cette dernière courbe est en retard sur la précédente ; dans la partie descendante elle est au contraire en avance; il résulte de là que, pour obtenir Paire de la courbe dynamique, il faut d’une part augmenter et d'autre part diminuer celle de la courbe statique de deux quantités qui, d’après le tracé donné par M. Breslauer, sont à peu près équivalentes, de sorte que les aires des deux courbes sont sensiblement les mêmes.

M. Steinmetz (°) a fait un grand nombre de mesures, dans le but de vérifier la loi qu’il a donnée pour représenter l'énergie dissipée dans un cycle d’aimantation, et qui

(') J. HoPkiNsoN, Wizson et TyDALL, Proc. of the Roy. Soc. of London, t. LIII, p. 352; 1893.

(*) Max BRESLAUER, /naugural Dissertation; Berlin, 1895. (*) Cn. STeINMETZ, Trans. of the american Inst. of el. eng., t. IX, p. 8; 1892.

nm

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se traduit par la formule

dans laquelle B, et B, sont les limites entre lesquelles varie l'induction et a un coefficient dépendant de la substance magnétique employée. Il mesure la consommation d'énergie au moyen d’un wattsmètre.

I semble difficile de tirer de ses expériences des indications précises, parce que, dans la plupart d’entre elles, l’énergie mise en jeu par les courants induits intervenant, Steinmetz a admis que l’énergie dissipée dans un cycle d’aimantation est une constante, quelle que soit la fréquence, et a cherché à représenter les résultats obtenus par l'expression

E = a (B1 — B:)25 + AN (B; —B:};

le second terme se rapporte à l’effet calorifique des courants induits qui, d’après la théorie, augmente proportionnellement à la fréquence (il y aurait des réserves à faire sur ce dernier point, le résultat théorique n’étant établi que dans certains cas et pour des conducteurs non magnétiques); cependant, dans un cas où les courants induits ne paraïssaient pas avoir d'importance, le noyau étant formé de lames de quelques dixièmes de millimètre d'épaisseur, les résultats obtenus se représentent par la

formule a (B; — B,),

a croissant avec la fréquence et x gardant toujours une valeur voisine de 1,6; ces variations seraient à peu près rendues, d’après l’auteur, par la formule

En mesurant également au moyen d’un wattsmètre l'énergie perdue, M. Gray n’a pas trouvé de variation

sensible pour un même cycle entre les fréquences 50 et 130; il employait un noyau formé de feuilles de toie de

0°",16 d'épaisseur, isolées les nnes des autres par des

feuilles de papier Qu

M. Ewing (2) a imaginé un appareil qui trace automatiquement les courbes d’aimantation, et dont le principe est le suivant : un miroir peut être animé de mouvements de rotation autour de deux axes rectangulaires, l’un de ces mouvements élant commandé par le courant magnélisant et l’autre par l’aimantation induite, Un fil, parcouru par le courant magnétisant, est placé entre les pôles d’un aimant permanent; un autre fil, parcouru par un courant constant, est placé dans un entrefer pratiqué dans le circuit magnétique dont fait partie la pièce à étudier : ce sont les mouvements de ces deux fils qui sont communiqués aumiroir.

Un rayon lumineux réfléchi sur ce miroir trace une courbe sur un écran ou sur une plaque photographique. Les courbes fermées ainsi obtenues ont une allure très différente suivant qu'elles sont parcourues lentement ou rapidement, tont au moins pour les noyaux employés par M. Ewing; il ne précise pas la forme de ces noyaux, mais il semble que les résultats qu'il indique, très brièvement d’ailleurs, aient été obtenus en opérant sur des masses magnétiques compactes. Pour un cycle parcouru très lentement, on obtient une courbe pointue, analogue à la forme classique donnée par les méthodes ordinaires, tandis que, pour une période de 0°,43, c’est-à-dire encore relativement très longue, la courbe est aplatie, comme si l’aimantation n’alteignait qu'une valeur beaucoup plus faible que dans le cas précédent, mais en même temps beaucoup plus renflée, l’aire étant notablement plus grande que dans le

(1) Tu. Gray, Proceed.of the Roy. Soc.of London, t. LVT, p. 48: 1894. (?) EwiG, The Flectrician, 26 mai 1803.

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premier cas; l’auteur signale ce fait que, si la rapidité est encore augmentée, l’aire de la courbe passe par un maximum et décroit ensuite.

Jusqu'ici, ce magnétographe semble plutôt applicable à des expériences de démonstration qu’à des mesures précises; il est difficile de connaître le retard dû à linertie des diflérentes pièces, qui varie sans doute avec la rapidité de leur déplacement.

La plupart de ces expériences ont eu pour but la comparaison entre un cycle statique et un cycle dynamique, qui ne semble pas comporter une grande précision; en effet, les méthodes de mesure sont tout à fait différentes dans les deux cas, de sorte que, pour que là comparaison entre les résultats soit possible, chacune des mesures doit être faite en valeur absolue, ou tout au moins les deux séries de mesures ramenées aux mêmes unités.

Or, les mesures en valeur absolue présentent ici de nombreuses difficultés : l'étude d’un cycle statique nécessite l’étalonnage d’un galvanomètre balistique, la mesure de la section du noyau magnétique, la connaïssance de l'intensité du courant utilisé; de plus le retard de Paiïmantation sur le champ exige, surtout lorsqu'on a affaire à un noyau magnétique compact, une grande prudence dans l’emploi de Ja méthode balistique; enfin plusieurs physiciens et notamment Ewing (!) ont montré que les courbes d’aimantation diffèrent beaucoup suivant qu’elles correspondent à la première application ou à des applications successives d’an même cycle du champ magnétique; il en résulte que les seuls résultats corrects sont ceux déduits des mesures faites lorsque le cycle a acquis sa forme définilive, ce que paraissent avoir négligé la plupart des expérimentateurs.

La mesure d’un cycle dynamique en valeur absolue est

(*) EwinG, Magn. Induction in Iron, p. 325; London, 1894.

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