LOIS DE L'INDUCTION

164. Galvanomètre. — On construit un galvanomètre qui peut servir comme balistique (VII, 62) en enroulant environ 130 tours de (il (c?^ o"°,o-) autour du cadre d'une boussole (D := 7'^'")- L'appareil est sensible au ^^^ d'ampère en courant permanent. Comme balistique, il peut déceler le passage de quelques cent raitliènies de coulomb.

On peut augmenter cette sensibilité en réduisant le cbamp terrestre au moyen d'un aimant auxilia

{aiguille à tricoter) placé au nord de la boussole. On ue doit

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35a CHAPITRE VII. — ÉLECTRICITÉ ET MAGNÉTISME.

cependaDl pas aller très loin dans cette voie, car il faut que la force directrice sôit suffisante pour ramener Taiguille aimantée daus sa position d'équilibre malgré le frottement du pivot.

— On obtiendrait facilement, au contraire, une sensibilité loo fois plus grande en faisant agir les i5o tours de fil sur Taimant d'un magnétomètre à miroir (VII, 134) (Jîff- p. 35 1).

165. Induction par le champ terrestre. Mesure de l'inclinaison. — Prendre comme circuit induit un enroulement comportant une cinquantaine de tours de fïl (rfr=o"", lô) attachés sur un grand cerceau de bois (D = loo"").

Relier ce cadre mobile au galvanomètre (VU, 164) par des fils souples un peu longs et constater d'abord que le galvanomètre ne dévie pas quand on déplace le cerceau dans son propre plan.

Placer ensuite le cerceau verticalement dans un azimut quelconque et le retourner brusquement face pour face. Faire varier l'azimut dans lequel on fait l'eipérience et étudier les différentes valeurs de l'impulsion du galvanomètre (') pour les dilTérentes positions initiales du cerceau. L'Impulsion est proportionnelle au sinusde l'angle que fait la position initiale du cerceau avec le méridien magnétique.

Mesurer aussi l'impulsion obtenue quand on retourne le cerceau placé horizontalement.

D'après toutes ces mesures, quelle est la valeur de l'inclinaùon du champ magnétique terrestre (64, 157)?

— Le sens des déviations obtenues est-il celui que faisait prévoir la loi de l'opposition du flux induit et du flux inducteur?

166. Mesure absolue. Détermination de l'ohm. — Fixer un galvanomètre boussole (VU, 164) sur le bord d'une ubie orientée dans la direction nord-sud et le relier au cadre mobile de l'expérience précédente.

Placer le cadre mobile verticalement dans l'azimut est-ouest, le retourner brusquement face pour face, et lire l'impulsion et de l'aiguille aimantée. Si l'amortissement du galvanomètre est faible, la valeur de cette impulsion est reliée à la valeur absolue R de la résistance totale du circuit par la formule

sinus de la demi-déviation que l'on devrait déterminer.

INBOCTIOB.

OÙ G représente la constante du galvanomètre, T la période des oscillations de l'aiguille aimantée et S la surface totale du cadre

mobile. Ces deux dernières quantités sont faciles à déterminer; une nouvelle mesure fera connaître la constante du galvanonictre.

Constante du galvanomètre. — On la détermine par comparaison avec une boussole des Ungentes dont la constante est connue en valeur absolue {'), On peut constituer cette boussole des tangentes avec le cadre circulaire qui vient de servir dans les e:ipériences d'induction et que l'on fixe contre le bord de la table, concentriquement au galvanomètre.

Mettre le circuit du galvanomètre en communication avec un élément de pile par l'intermédiaire d'une boite de résistance et d'un interrupteur. Mettre aussi le circuit du grand cadre circulaire en dérivation sur la même force électromotrice par l'intermédiaire d'une résistance de quelques ohms faite d'un fil de manganinc.

Régler la résistance qui se trouve dans le premier circuit à une valeur telle que l'aiguille aimantée ne dévie pas quand on envoie le courant en même temps dans les deux circuits. Le rapport des constantes des deux galvanomètres, que l'on chercbait à déterminer, est alors égal au rapport des résistances de leurs circuits respectifs et ce rapport se détermine avec un pont de Wheatstone (VII, 70).

167. Induction par un aimant ('). — Induction dans un dtsque mobile. — Découper un disque de zinc (rf=2o'^'"; e ■= o*™, i) et souder en son centre une aiguille à tricoter. Chauf-

(') Pour 71 spires de rayon r, la c

(') Voir aussi les expériences décrites à propos de la mesure des champs n gnéliquci par les phénomènes d'induction (vn, 142).

D„j,i7<-,ii-?GoogIc

354 CHAPITRE Vil. ÉLECTRICITÉ ET MAGNÉTISME.

fer une exlrémitë de cette aiguille au rouge et ia courber en forme de manivelle.

Monter l'axe du disque entre deux planchettes (ao'"; 3""; i'") et attacher enfin ces planchettes de part et d'autre des deux branches d'un fort aimant en fer à cheval, fixé lui-même contre un support quelconque (caisse en bois, h ^= ao'").

Relier l'axe du disque à l'une des bornes d'un galvanomètre à faible résistance et tenir à la main un fil de cuivre aboutissant à l'autre borne.

Si l'on fait alors tourner le disque et si l'on touche un point de

m surface avec le bout libre du fil de cuivre, on constate qu'il passe un courant dans le galvanomètre.

La déviation du galvanomètre change de sens avec le sens du mouvement, elle est proportionnelle à la vitesse et en raison inverse de la résistance du circuit. Elle est en outre d'autant plus grande que le point de contact avec le disque est plus éloigné de l'axe et que ce point de contact est placé dans une région oîi le champ est plus fort { 1 18).

Induction dans un cadre mobile. — Mettre dans un même circuit notre galvanomètre balistique (VII, 164) et un galvanomètre à cadre mobile (VII, 161). Tourner brusquement le cadre mobile dans te champ de l'aimant et mesurer l'impulsion du balisrique.

Recommencer la mesure en produisant le mouvement du cadre en deux temps et vérifier que la somme des impulsions obtenues est égale à l'impulsion que donne le déplacement total.

— Déplacer plusieurs fois le cadre mobile d'un petit angle, en partant, à chaque fois, d'une autre position initiale.

ixDocTtoN. 355

Les impulsioDS se produisent maintenant dans un sens ou dans

l'autre, selon que le déplacement du cadre a pour effet d'augmenter

ou de diminuer le Ûux qui le traverse. L'impulsion s'annule quand

le cadre est perpendiculaire au champ, c'est-à-dire quand le Qu'x correspondant est maximum.

Opposition du flux induit et du flux inducteur. — Envoyer un courant dans le circuit des deux galvanomètres et reconnaître que les courants induits s'étaient bien produits dans un sens tel qu'ils tendaient à s'opposer au mouvement du cadrp mohile.

— Fermer le circuit du galvanomètre sur une boite de résistances et faire osciller le cadre mobile. Etudier la manière dont varie V amortissement des oscillations quand on diminue progressivement la résistance du circuit. Pour une certaine valeur de celle résistance, le galvanomètre devient apériodique; il retourne lentement vers sa position d'équilibre sans osciller (■).

— Pour des expériences de cours, les dispositifs représentés par la figure de la page 35(ipermeltenl de montrer l'amortissement que les courants induits produisent sur un système oscillant. On vérifiera que l'amortissement ne se jtroduit que si le mouvement

(') Avec un cadre formé de N lours île fil de surface 5, ayant un moment d'inertie M, se déplaçant dans un cbamp II, et souteuu par un III dont le couple de lorsioD est C, la valeur de la résistance critique d'apériodicîté est donnée par la formule

Vapériodicilé n'en donc possible que si \> résistance propre du galvanomètre est inférieure à cette valeur critique.

du circuit mobile a pour elTet de faire varier le flux qui le traverse (167),

— Ce sont des effets du même genre que l'on réalise sur une

plus grande échelle quand on met d'abord une machine d^'namo en mouvement en circuit ouvert et qu'on l'arrête presque instantanément en fermant le circuit {'il, 126).

On peut dire que c'est encore en conformité avec la règle d'opposition du flux induit et du flux inducteur que l'on est obligé d'exercer des efforts moteurs plus grands pour faire tourner une machine dynamo lorsque le circuit est fermé que lorsque le circuit est ouvert.

Courants induits dans les masses métalliques, — Suspendre

verticalement une plaque de cuivre rouge {8""; 4*"; o™, 3) enlre

deux fils à coudre un peu gros ou entre deux bandes de caoutchouc.

Tordre les fils de suspension, puis les

laisser se détordre, La plaque de cuivre

tourne d'un mouvement rapide.

Approcher alors un fort aimant ou un électro-aimant horizontal. Le mouvement de la plaque de cuivre se ralentit beaucoup en se continuant par saccades. L'effet produit est le m^meque si un frottement se produisait quand la plaque est parallèle aux lignes de force, pour disparaître au moment où cette plaque est traversée par le flux magnétique maximum.

Le mouvement arrive même à s'arrt^lcr complètement parce que le cuivre contient généralement du^fer provenant des limes et des scies. Si l'on opîre avec un cylindre de cuivre rouge fondu, le mouvement se ralentit mais ne s'arriîte pas (46, 103)-

, Cooglc