CHAMP MAGNÉTIQUE D'UN GOURANT
151. Expérience fondamentale. — Se procurer une boussole ou une aiguille aimantée librement suspendue (VII, 127). Placer au-dessus ou au-dessous de l'aiguilte aimantée un fil de cuivre (d^ o"",i) tendu dans la direction Nord-Sud.
Si l'on envoie dans le fil un courant de quelques ampères,
l'aiguille aimantée dévie. Le pôle nord est poussé vers la gauche du courant. La déviation change de sens avec le courant. Elle est d'autant plus faible que le fil est plus loin et que le courant est moins intense.
— L'expérience peut être réalisée avec un courant plus faible si l'on emploie un système asiatique (VII, 126). On place alors le fil où passe le courant entre tes deux aiguilles,
152. Champ d'un courant ractUigne. — Montage. — Tourner une table de manière que ses grands côtés soient dans la direction Nord-Sud. Suspendre verticalement un fil de cuivre (/^i5o'"; rf=o™,i) à un support {A:=^5"°) fixé contre un petit côté de la table d'expériences, et tendre ce fil avec un poids quelconque (i''').
Placer à l'autre bout de la table une pile pouvant fournir un courant d'une dizaine d'ampères (pile Bunsen ou accumulateurs), puis un rhéostat, un ampèremètre et un commutateur. Établir les connexions comme l'indique la figure (p. 334), en éloignant le plus possible les fils de jonction du courant vertical pour que le champ magnétique puisse être considéré comme dû principalement à ce dernier conducteur.
Pour la même raison, on prendra de préférence comme ampèremètre un appareil thermique, et comme rhéostat un rhéostat à bquide.
Expériences d'oscillations. — Loi des intensités. — Placer une boussole sur le bord de la table, à environ 6"" du fil vertical,
«xaclonient à lest ou à l'ouest de ce fil, el mesurer la période des <iscillalions de l'aiguille. Faire ensuite passer le courant el
T de nouveau la période des peliles oiicillalionssansdéplarcr la boussole.
On i-épète ces expériences pour toute l'échelle des intensités de courant dont on dispose, et on les répèle encore en changeant le signe du courant.
On remarquera que l'aiguille aimantée se retourne coinplèlelueni lorsque le cliamp du courant compense le champ terrestre. I,e changement de direction se fait hrusquenienl si la houssole a été placée exactement à l'est ou à l'ouest du lil.
Ces expériences vont établir que la force magnétique du rhanip créé par le courant est proportionnelle à son intensité. Or, ce champ s'ajoute algébriquement au champ terrestre, et la force magnétique du champ dans lequel l'aiguille oscille, est mesurée par l'inverse du carré de la période d'oscillation. On de\ra donc constater que la courbe représentant les varialions de cette dernière quantité en fonction du courant se compose de deux droites qui se coupent sur l'axe des intensités et qui sont également inclinées sur cet axe.
Loi des distances. — Mesurer la période des oscillations de
,,.Googlc
CHAMP MAGNÉTIQUE D L'S COUBAKT, 33a
l'aiguiile ainianlée pour une iiiémc intensité de courant^ mais en plucant la boussole à dillérentes dislances du fil, soil dans )a direolion.de l'Est, soit dans la direction de l'Ouest.
Ici encore le reloumement de la boussole se produit au itiomonl «le ta compensation du champ terrestre, la période des oscillations élant alors très grande.
Construire la courbe avant pour coordonnées l'inverse du carré <le la durée d'oscillation et l'inverse de la distance du fil au centre (le la boussole. Cette courbe se compose encore de deux parties qui se coupent sur l'axe des distances, et qui sont sensibleinenl reclilignes pour les faibles dislances.
La force magnétique est. perpendiculaire au courant. — Tendre le iil recliligne horizontalement sur la table, au lieu de le jilacer verticalement, et placer la boussole prés du fd.
Quelle que soit l'intensité du courant, la période d'osctllatlun de l'aiguille aimantée reste la mdnie que loi-sque le courant ne passe pas.
Expériences de déviationx. — Le fil étant encore (endu verticalement, placer la boussole au nord ou au sud de ce fil, et à dill'érentes distances.
L'aiguille dé\ie quand le courant passe. La tangente de la dé\ialion est pro|iortionnelle au obamp créé par le courant. On devra trouver que cette tangente VATi^ proportionnellement à l'inlensilé du courant el en raison inverse de la distance au fil.
Comparaison des deux méthodes. — Les mesures de déviations comme les mesures d'oscillations permettent de trouver te rapport du champ terrestre el du champ créé par le courant à la distance où l'on opèi-e. On vérihera que les deux méthodes fournissent une même valeur pour ce rapporl.
153. Champ d'un courant circulaire. — Attacher quelques tours de fil isolé (d^ o"", 09) sur un cerceau de bois (rf= 60"") dont les clous en fer ont été remplacés par des clous en laiton. Fixer ce cercle verticalement au moyen de deux vis en laiton contre le bord d'une table légère, le centre du cercle à la hauteur du plan de la table.
Direction de la force magnétique. — Placer une boussole sur la table en un point déterminé, et envoyer dans le circuit un courant de quelques ampères. En générât la boussole dévie. Mais, en tournant progressivement la lable, on peut trouver une position
336 CHAPITRE vu. ÉLECTItlCITË ET MAGNÉTISME.
ti'llo que le passade du courant ne inodilie pas la direction de l'aïguillc aimantée. Marquer alors sur la table la direction de l'aiguille aimantée : c't'st la direction du champ magnétique dn courant.
~ On rcporlera sur un diagramme les directions du champ relevées en dillerents points, et l'on tracera les lignes de force. Ces lignes de force, sensiblement circulaires au voisinage du courant, sont toutes des lignes fermées qui entourent ce courant, iV l'esception de la ligne de force centrale, qui est rectiligne.
Intensité du champ. — l'our avoir le rapport de l'intensité du r)iamp du courant et de l'intensité du champ terrestre, il siiflîu comme dans les expériences précédentes, de mesurer la période des oscillations de la boussole quand le courant passe cl quand il ne passe pas.
On peut aussi faire tourner la table d'un angle droit, qu'où repère avec ta boussole, et déterminer la déviation produite par le passage du courant. Au cours de cette dernière expérience, ayant tourné la table d'un angle moindre qu'un angle droit, on vériliera que pour une mémo intensité de courant le sinus de la déviaiion observée est proportionnel au sinus de la différence entre l'angle- <lonl la table a tourné et l'angle dont te courant fait dévier l'aiguille aimantée.
En employant l'un ou l'autre de ces deux procédés, on étudiera les valeurs de la force magnétique aux dilVérents points du champ en conservant la même valeur dn courant. On constatera en particulier que celle force magnétique varie extrêmement peu au voisinage du centre, ce point correspondant à un maximum pour les. déplacements suivant l'axe, et à un minimum pour les déplacements dans le plan du cercle.
— Disposer concentriquement contre le bord de la table deux bobines circulaires de diamètres diH'érents, et vérifier que pour
n,g,t7cdb/G00gIc
