PAR UN COURANT

63. Expériences d'opposition. ~~ Montage. — On envoie un courant dans un fil métallique, et l'on oppose la force électromotrice d'une pile à celle qui existe entre deux points du fil. On

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LOIS DE OHM. 227

place un galvanomètre dans le circuit dérivé el quand ce galvanomètre n'indique le passage d'aucun courant, c'est que les forces électroinotrices comparées sont égales.

Le fil que l'on doit employer dépend des intensités de courant que l'on peut produire et mesurer. Si ces intensités sont de l'ordre de grandeur de l'ampère, on prend un fil de manganine

de o™,035 de diamètre (/^loo""), qu'on fixe le long d'une planche (loo™, lo''", 1™'), soit au moyen de bornes, soit en soudant ses extrémités à deux vis qu'on entre dans le bois. On soude en même temps sur ces vis des fils de cuivre qui servent à faire les connexions.

Le lil de manganine est doublé par un fil semblable sur la moitié de sa longueur, pour obtenir un conducteur de section double.

Le courant peut être fourni par un accumulateur double (4 volts); les forces électromotrtces d'opposition sont

celles de deux éléments Daniell; et l'on ^"m^

emploie comme instrument de zéro un galvanomètre quelconque, tel qu'un galvanoscope-boussole décelantles milliampères.

Dans le circuit du galvanoscope on intercale un interrupteur à mercure analogue à celui que nous avons décrit précédemment (VU, 62). I^s connexions sont établies avec du fil de sonnerie suivant les indications de la figure, en ayant bien soin

d'opposer les pôles des piles. Si le contact avec le fil tendu doit être pris en enroulant le fil de cuivre sur le fil de manganine, on emploiera pour ces contacts du fil de cuivre plus fin que pour les autres connexions {(f ^ o'^-oS).

Loi des longueurs. — Placer l'un des contacts près de l'ex-

2a8 CHAPITRE VU. ÉLECTHICITÉ ET MACSiÉTISME.

tréiuitô du fil eldc^plaoer l'autre contact jusqu'à ce que le courant indiqué par le galvanoscope soit réduit à zéro.

Mesui^r à un demi-millimètre pns la longueur de fil sur laquelle on vient de trouver une force éleclromotrice égale à celle desdeiis éléments Daniell et noter l'intensité du courant.

Chercher de la même manière la longueur de fil correspondant à la force électromotrice d'un seul élément Danicil. Si l'intensité du courant est restée constante, cette longueur est esacteinenl la moitié de la précédente (à moins de i pour loo pris).

Loi des sections. — Chercher sur le fil doublé la longueur correspondant à cette même force électromotrice de un daniell. On trouve, à moins de i pour loo prés, une longueur double de celle qu'on vient de mesurer.

Loi des intensités. — Réduire le courant principal de moitié, en ne le prenant plus que sur un seul accumulateur. Mesurer ht nouvelle intensité et déterminer encore la longueur du iïl de manganine sur laquelle on trouve la différence de potentiel de un daniell. Celte longueur a dil varier exactement en raison inverse de l'intensité du courant.

Si l'on dispose d'un rhéostat réglable (o< R< lo ohms) (VII. 80), on le placera dans le circuit des accumulateurs, et l'on féru varier progressivement sa résistance. On pourra alors répéter l'eipérience précédente pour plusieurs valeurs de l'intensité, et construire la courbe représentative des variations observées.

Comparaison des forces éleciromotrices . — Remplacer la pile Daniel] par une pile Volta, une pile Bunsen, une pile Leclanché ou un accumulateur et mesurer les longueurs du fd de manganine sur lesquelles existent des diflerences de potentiel égales à celles de ces piles. Les rapports de ces longueurs sontégaux aux rapports des forces électromotrices.

Polarisation des piles. — Pour éviter que les piles étudiées ne se polarisent pendant les tâtonnements (VU, 101), il convient d'intei'caler une résistance aussi grande que jiusstble dans leur circuit. On peut diminuer cette résistance à mesure que le réglage devient de plus en plus exact.

On a soin, en outre, de laisser le circuit de la pile étudiée constamment ouvert et de ne le fermer qu'un instant pour voir si l'équilibre des forces éleciromotrices est établi.

Expériences de déviations. — Aux deux bouts du lil étudié

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LOIS DE OHM. S2g

iiu attache des conducteurs aboutissant à un galvanomètre que l'on a mis en tension avec une très forte résistance. La déviation obtenue peut ^tre considérée comme proportionnelle à la différence de potentiel qui existe entre les extrémités du li) étudié, et la mesure de cette déviation permet de contrôler les lois que nous venons d'éiaMir (1 10, 157).

64. Potentiomètre à deux boites de résistances. — Cosi un dispositif plus dispendieux, mais il est au moins aussi

précis et d'une manipulation plus conmiode que le potentiomètre

àfUt\ue boîtes de

ms venons de décrire.

appât

;il s

de deu:

sistances semblables {R > i ooo obms) mises en série dans le circuit d'une pile ou d'un accumulateur.

On s'astreint à faire varier ces deux résislances, de manière que leur somme soit constante. Le courant restant alors lui-même constant, la différence de potentiel aux bornes de l'une de ces boites est exactement proportionnelle à la valeur de sa résistance. C'est cette différence de potentiel que l'on oppose à celle que l'on veut mesurer, en interralant un galvanomètre et un interrupteur dans le circuit dérivé.

65, Distribution des potenti^s dans une nappe de courant. — /tfonfage. — Coller une feuille de papier d'élain (35"°; 35""°; o^jOoi) sur une feuille de papier blanc. Mettre en dessous une feuille de papier à reproductions et une seconde feuille de papier blanc et fixer le tout sur une plancbe à dessin avec des punaises.

On amène le courant avec des fils métalliques soudés sur la tête de deux autres punaises que l'on pique à environ io'° des

a3o CHAPITRE Vil. — ÉLECTBICITÉ ET MAGMÉTISME.

bouts delà feuille conductrice. Le courant doit être de Tordre de grandeur de j ampère; il peut être fourni par une pile Daniell ou un accumulateur. On évite l'emploi d'un rhéostat auxiliaire

en faisant les jonctions avec du fd de manganine de longueur convenable {d= o'™,oa5).

Les prises de potentiel se font avec deux fils de cuivre. L'un d'eux est soudé surlaléted'une/)H/iaûe, l'autre surune tige métallique (rf=o"", 3) à pointe très émoussée, tenue par un manche en bois. On attache les extrémités libres de ces deux fils de cuivre aux bornes d'un galvanomètre pouvant déceler le millième de voit.

Les galvanomètres de Nobilià gros lîl, que l'on trouve encore dans bien des laboratoires, donnent une déviation de plusieurs degrés pour -—^ de volt. Ils pourront être employés pour cette expérience sans qu'il soit nécessaire d'amplifier leurs déviations à l'aide d'un miroir. Si l'on veut se servir d'un galvanomètre à cadre mobile, on le trouve, en général, trop sensible. On ramène alors sa sensibilité à la valeur convenable en mettant en dérivation entre les bornes du galvanomètre, un fd métallique d'une résistance dix ou cent fois plus petite que celle du cadre mobile.

Expériences. — Piquer en un point fixe la punaise qui sert de prise de potentiel et placer successivement la tige mobile en des points tels qu'il ne passe aucun courant dans le galvanomètre. On marque chacun de ces points sur le papier en appuyant avec la lige. Le lieu des points ainsi marqués est une ligne équipotentielle.

On tracera de cette manière plusieurs courbes équipolcnlielies «t l'un étudiera leurs changements de forme depuis les lignes circulaires qui entourent chacune des éleclrodes jusqu'à la ligne équipotentielle médiane qui est rcctiligne.

On observera, en particulier, que les lignes équipotentiellcs aboutissent normalement aux contours de la feuille de papier d'étain.

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COtillAATS DÉniVIvS. »3l

— Pourdéterminerla valeur du potentiel sur chacune des courbes iraciïes, on procède de proche en proche en évaluant successivement les différences de potentiel entre deux courbes voisines. Chacune de ces différences de potentiel sera mesurée avec une même unité arbitraire, en admettant qu'elle est proportionnelle à la dévialion que l'on obtient au galvanomètre quand on fait les deux prises de potentiel sur l'une et sur l'autre courbe.

— Faire au canif, dans la nappe conductrice, une coupure (lo'"; o"", i) dirigée suivantMa ligne équipotentielle médiane. On constate alors que les lignes équipotentielle s se déforment en se resserrant beaucoup sur les bords de la coupure. Certaines d'entre elles sont composées de deux branches distinctes qui aboutissent normalement aux bords de la coupure et aux contours de la feuille de papier d'étain.

On trouve, au contraire, que les lignes équi potentielles ne sont pas modifiées si la coupure a été pratiquée suivant une ligne de courant, normale aux lignes équipolentielles.

— On constatera encore que la forme des lignes équipolentielles n'est pas altérée, si l'on recouvre d'une deuxième feuille d'étain toute une région de la nappe conductrice limitée à deux lignes équipolentielles , de manière à en doubler la conductibilité. La chute de potentiel sur cette région de la lame est seule modifiée.

— Pour une expérience de cours, la feuille de papier d'étain sera remplacée par une feuille de zinc (loo™; loo"™; o"",o5) fixée contre le tableau noir. On y enverra encore un courant de l'ordre de grandeur de l'ampère et l'on explorera les potentiels avec deux tiges reliées à un galvanomètre à cadre mobile (175).