CHAPITRE IV

parmi eux nous pouvons citer MM. Lenz, Weber, Neuman, Delarive, Matteueci, Poggendorf, Wartman, Marié, Felici, qui ont étudié les effets généraux que manifestent les courants induits et les conditions nécessaires à leur développement. M. Lenz (Ml 1 ) aétabli la loi suivante : « Lorsqu'un courant est induit par le mouvement relatif d'un conducteur et d'un courant ou d'un aimant, l'action inductrice tend à développer dans chaque élément du conducteur un courant dirigé de telle façon que sa réaction électro-dynamique sur le courant ou sur l'aimant tende à produire un mouvement contraire au mouvement réel. » Nous ajouterons encore que M. Lallemand (52) a démontré que les courants instantanés induits s'attirent et se repoussent les uns les autres comme les courants continus et suivant les mêmes lois.

M. Faraday a observé le premier que les courants induits qui se manifestent dans les corps conducteurs soumis à l'influence de forts aimants, pouvaient donner lieu à des effets particuliers : en suspendant à un fd de soie un petit cube ou bien une sphère en cuivre rouge ou en argent, et le plaçant entre les pôles d'un fort électro-aimant, si on tord à la main le fil de soie, et quel'électro-aimant ne soit pas aimanté, la masse métallique reçoit un mouvement de rotation ; mais, aussitôt que l'électro-aimant est aimanté, la masse métallique cesse de tourner ou semble se mouvoir dans un milieu résistant. Cet effet est dû à des courants induits qui circulent dans la masse métallique à l'instant où elle se met en mouvement entre les pôles magnétiques. Les métaux mauvais conducteurs de l'électricité ne présentent pas d'effets appréciables.

Les courants électriques qui se manifestent dans des conditions analogues peuvent donner lieu à une élévation de température : Aussi M. Joule (52') a-t-il fait usage de courants induits développés pour déterminer la quantité de travail mécanique qu'il était nécessaire de communiquer à un conducteur mobile pour produire une quantité de chaleur déterminée, quantité de travail que l'on a appelée équivalent mécanique de la chaleur. Nous devons faire remarquer, ainsi qu'on le verra dans le chapitre suivant, que M. Van Breda avait observé que l'aimantation dans le fer était accompagnée d'un effet calorifique, quoique faible. M. Foucault (52') a montré également qu'en faisant tourner un disque de cuivre rouge ente les faces polaires d'un électro-aimant, la température de ce disque s'élève en raison des courants induits qui circulent dans la masse conductrice.

S»-2 DE LÉLECTRICtTÉ ET DU MAGNÉTISME.

Appareils d'induction. Depuis les recherches de M. Faraday, on a cherché à construire des appareils dans lesquels on put produire des courants par induction dirigés dans le même sens ou en sens contraire, et cela à l'aide d'aimants naturels ou d'électroaimants. Suivant que les premiers ou les seconds ont été employés, les appareils construits ont reçu le nom d'appareils magnéto-électriques ou d'appareils électro-magnétiques : avec les premiers, on produit donc de l'électricité sous l'influence des aimants seuls.

Le premier appareil d'induction magnéto-électriques résulte des dispositions employées par M. Faraday dans ses premières expériences; il consiste en un disque de cuivre qui tourne entre les branches d'un électro-aimant ; en fixant l'extrémité d'un fil conducteur au centre du disque, l'autre frottant sur la circonférence, on obtient au moyen de la rotation un courant continu dans le fil.

Cet appareil n'était pas usuel; M. Pixii fils (53) , en 1832, est le premier artiste qui ait construit un appareil magnéto-électrique de quelque puissance, en disposant un électro-aimant fixe, et en imprimant un mouvement très-rapide à un aimant situé au-dessus, de façon que ses pôles pussent passer très-près des extrémités de la bobine; un commutateur, placé sur l'axe de rotation, permettait de changer le sens du courant transmis, et par conséquent de lui donner toujours la même direction, puisque des courants alternativement inverses étaient développés par l'induction de l'aimant dans le fil de la bobine.

Cette machine, un peu volumineuse, a été bientôt remplacée par l'appareil plus portatif fait par Saxton, dans lequel, l'aimant étant fixe, la bobine était mobile autour d'un axe parallèle aux branches de la bobine et passant en son milieu. Cet appareil a été modifié et perfectionné par Clarke, et est employé maintenant dans les différentes expériences que l'on fait avec les courants dus à l'induction magnétique.

Dans ces dernières années , on a construit en France et en Angleterre de grands appareils, dans le but d'avoir une quantité d'électricité un peu forte, et de l'utiliser pour les besoins de l'industrie; les principes sur lesquels ils sont fondés étant les mêmes que ceux sur lesquels sont disposés les précédents, nous n'en parlerons pas. Quant aux appareils d'induction destinés à des usages médicaux pour donner des commotions, etc., ils sont de petite dimension, et n'ont besoin que de produire des courants induits de courte durée et se succédant rapidement.

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M. Page (54) a imaginé une disposition qui a été mise à profit par différents constructeurs, et qui consiste en ce que l'appareil, au lieu d'être construit comme celui de Clarke, a son aimant permanent fixe, ainsi que la bobine qui entoure les branches ; la partie mobile est l'armature en fer doux de l'aimant qui , étant mise en mouvement devant les branches de ce dernier, fait varier la distribution du magnétisme, et donne lieu à des courants induits dans la bobine.

Les appareils électro-magnétiques sont en général plus énergiques que les appareils magnéto-électriques, car le fer recevant son aimantation d'un courant électrique, acquiert une plus grande puissance magnétique qu'un barreau d'acier aimanté d'une manière permanente. Dans ces appareils, il faut changer le sens du courant, ou du moins l'interrompre, et cette opération peut être faite à la main avec une manivelle, comme pour les appareils magnéto-électriques dont nous venons de parler, ou bien au moyen d'un mouvement imprimé par une machine, ou bien encore par le jeu de l'appareil lui-même. Si le mouvement mécanique transmis par une manivelle donne lieu au passage intermittent du courant, les effets d'induction sont aussi faciles à comprendre que ceux dont il a été question plus haut; mais si le rhéotome est un appareil automatique, on peut lui donner diverses dispositions. On en a adopté deux principales : la première, imaginée par M. Ritchie, et qui porte le nom de tourniquet; la seconde est le marteau ou trembleur : ce petit appareil parait avoir été employé pour la première fois par M. Neef (53); M. Delarive l'a utilisé dans la construction de son condensateur électro-chimique (56), et on l'a employé depuis dans plusieurs appareils d'induction électro- magnétique.

L'appareil auquel M. Delarive a donné le nom de condensateur électro-chimique est en réalité un appareil électro-magnétique dont la bobine ne porte qu'un seul fil, et dans lequel circule d'une manière intermittente le courant d'un couple et les courants induits développés sous l'influence du barreau central en fer doux aimanté par intervalles au moyen du courant électrique du couple lui-même. Il est probable que l'augmentation d'effet observé quand on emploie cet appareil pour faire produire à un couple une action chimique déterminée, tient à ce que l'extra-courant direct permet au couple d'agir à certains moments comme le ferait un couple d'une force électro - motrice plus grande ou d'une résistance moindre; en effet, le travail chimique inférieur du couple dont l'action développe

un courant induit est augmenté par l'interposition dans la même proportion que l'effet chimique produit au dehors.

L'appareil d'induction électro-magnétique le plus remarquable et le plus énergique que l'on possède jusqu'ici est celui que l'on doit à M. Rubmkorf, et qu'il a construit vers 1850 ou 1851 (57). Cet habile constructeur a employé une disposition analogue à celle du condensateur de M. Delarive, si ce n'est qu'il a fait usage de deux fils , l'un gros et court pour faire passer le courant inducteur, l'autre fin et très-long pour recevoir les courants induits. 11 a utilisé aussi le trembleur, indiqué plus haut; de plus , il a mis à profit les recherches de MM. Masson et Breguet, et d'après lesquelles un long fil isolé peut donner des effets d'électricité statique. Seulement, en isolant parfaitement le fil, lui donnant une grande longueur, il a obtenu le premier des étincelles dans l'air, et il est parvenu aujourd'hui à des effets réellement puissants, puisqu'il peut a\oir avec cet appareil, quand un courant électrique émané de quelques couples circule dans le gros fil inducteur, des étincelles dues au courant d'induction direct et qui ont jusqu'à 12 centimètres de longueur.

Cet appareil d'induction n'a pas été construit de prime-abord par M. Ruhmkorf avec toute cette puissance; il l'a perfectionné peu à peu en mettant à profit les recherches que les physiciens se sont hâtés de faire avec ce précieux instrument, recherches qui ont tourné au profit de la science, en montrant des conditions relatives au développement des courants induits, qui avaient échappé jusqu'ici à leurs observations.

Parmi les faits observés, on peut citer ce résultat que, bien qu'il se produise dans le fil fin de l'appareil une succession de courants induits inverses et directs, cependant le courant direct seul manifeste ces effets de tension énergiques donnant lieu aux étincelles ; ce résultat tient sans doute à ce que l'aimant central, et par suite le courant induit inverse, est influencé par l'cxtra-courant également inverse qui circule dans le gros fil lors de la fermeture du circuit, tandis qu'il n'en est plus de même pour le courant direct, puisque l'extra-courant direct ne peut circuler dans le gros fil quand on rompt le circuit formé par celui-ci et par la pile. C'est même pour ce motif qu'en faisant communiquer les deux extrémités du gros fil inducteur avec les deux faces d'un condensateur, ainsi que l'a proposé M. Fizeau (58), on diminue l'extra-courant direct qui charge le condensateur, et on augmente d'autant le cou-

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rant induit direct dont l'action dans l'appareil d'induction est prédominante.

Quand on se sert de l'appareil d'induction pour transmettre les décharges dans un œuf électrique renfermant diverses vapeurs, on observe une stratification particulière de l'auréole lumineuse, quia été remarquée par M. Ruhmkorf. MM. Quet, Grove et plusieurs physiciens ont étudié cet effet, qui, d'après M. Van-der-Willigen (59), semble n'être dû qu'au retard éprouvé par la décharge induite lorsqu'elle s'effectue, puisque ce dernier a pu reproduire ces apparences avec une machine électrique ordinaire, en faisant communiquer les conducteurs de celle-ci avec l'œuf électrique, au moyen d'une corde mouillée qui augmente la durée de la décharge.

On doit ajouter que l'appareil remarquable dont nous venons de parler a permis d'utiliser mieux qu'on ne l'avait fait jusque-là les effets des courants induits pour l'inflammation de la poudre dans les mines, et dans toutes les circonstances où il est nécessaire de développer à distance et presque instantanément une étincelle capable de produire des effets calorifiques énergiques; c'est en raison de l'importance de cet appareil que nous avons cru devoir en parler avec quelques détails.

Dans cette période de l'histoire de l'électricité, Oersted, Ampère, Arago et Faraday occupent le premier rang : Oersted pour avoir découvert le principe fondamental de l'électro-magnétisme ; Ampère, la loi des phénomènes qui s'en déduisent, et que l'on considère avec raison comme le fondateur de cette partie de la physique ; Arago, le magnétisme par rotation ; Faraday, les causes et les propriétés des courants induits. Viennent ensuite les physiciens que nous avons cités, et qui, par leurs travaux, ont concouru au développement de cette branche de l'électricité dont les applications aux arts promettent d'être immenses.