CHAPITRE IV

suppose devoir circuler autour des particules des corps magnétiques sont devenus tous parallèles à Paxe de Paimant.

Nous devons citer encore parmi les physiciens qui se sont occupés de faire- varier les formes des électro-aimants^ et qui ont étudié les différentes conditions de Taimantation^ MM. Dub^ Pog* gendorf ^ JSickles et Dumoncel.

§ II. Galvanomètre et boussoles électro-magnétiques^

On a vu, page 74, que Ton devait la première idée du galvanomètre multiplicateur, appelé aussi rhéomèlre (mesureur du courant), à M. Schweigger, (21). Cet appareil étant d'une grande Utilité pour étudier le dégagement d'électricité dans les actions mécaniques, physiques et chimiques . on a cherché à en augmenter la sensibilité, et à le perfectionner de manière à ce qu'il pût nonseulement indiquer la présence d'un courant électrique, mais encore en mesurer Tintensité avec une certaine exactitude.

Nobili (M) est celui qui a apporté les plus grands perfectionnements i^ cet appareil sous le rapport de la sensibilité; pour détruire en partie Faction terrestre, au lieu d'une aiguille aimantée, il a employé un système de deux aiguilles semblables , placées dans une position parallèle, les deux pôles inverses en regard, et fiitées aux extrémités d'une tige très-légère. On ne laisse à ce système qu^une force directrice suffisante pour le ramener dans le méridien magnétique quand on Ten écarte. Ce galvanomètre est pourvu de tous les accessoires qui en. font un instrument très-utile.

En enroulant autour de la caisse du galvomètre deUx fils égaux au lieu d'un iseul, on a le galvanomètre différentiel, qui est dft à M, Becquerel (23), et dont on se sert dans beaucoup de cas, prinri- ' paiement quand on veut comparer les effets résultant de Faction de deux sources électriques, ou bien les pouvoirs conducteurs des corps pour Pélectricité.

• Il eist important, quand on veut utiliser ces appareils comme instruments mesureurs, de former une table des intensiU»s qui donne l'intensité d'un courant correspondant à une déviation donnée. Différentes méthodes ont été employées, pour former ces tables, par MM. Becquerel, Peltier, Nobili et Melloni ; mais elles ont été peu employées depuis la découverte des boussoles des sinus et des tangeate8> du magnétomètre et de la balance électi*o- magnétique^

80 DE l'Électricité et du AiAOdÉTiSMi.

dont on fait usage lorsque Ton veut mesurer avec une grande exactitude rintensité d'un courant électrique.

Le principe qui a seni à la construction de la boussole des sinus est dû à M. de la Rive lU); mais c'est à M. Pouillet (95) que Ton doit la fonne sous laquelle elle est connue maintenant. Cette boussole^ qui n'est cintre qu'un galvanomètre multiplicateur ou rhéomètre^ est construite de telle sorte que l'on peut ramener le plan du fil conducteur qui entoure le cadre du multiplicateur^ dans le méridien de l'aiguille^ lorsque celui-ci se dévie; le sinus de l'angle que l'on a fait décrire à ce plan mesure l'intensité du courant.

La t)oussole des tangentes est construite sur les mêmes principes que celle des sinus^ si ce n'est que le cercle autour duquel le fil est enroulé est beaucoup plus grande et que l'aiguille aimantée est très-petite. Le plan du cercle autour duquel est enroulé le fii^ et qui est placé dans le méridien magnétique est fixe; lorsque Faiguille aimantée est déviée par rinfluence d'un courant^ rintensité de celui-ci est proportionnelle à la tangente de la déviation. Cette proportionnalité n'a lieu qu'autant que l'aiguille est trè^petite relativement au diamètre du cercle. Comme on ne peut atteindre la limite^ M. Despretz (!26) a proposé une formule qui permet de faire usage de cet instrument sans remplir cette condition. Ce physicien a montré également que des boussoles dont le cercle a 4 mètre de diamètre^ et Paiguille aimantée 30 millimètres de longueur, donnent des déviations dont les tangentes sont sensiblement propor* tionnelles aux intensités des courants. Des dispositions particulières pour remédier au défaut de proportionnalité ont été proposées par MM. Poggendorf ,27), Weber (28), Lenz (29), Péclet, Gaugain (30) et Bravais. La boussole des sinus néanmoins est préférée à celle des tangentes, en raison de l'exactitude de la loi qui régit ses indications.

Le magnétomèlrc do. Gauss, destiné primitivement aux observations magnétiques, a été employé par M. Weber, sauf diverses modifications, pour mesurer très-exactement les petites déviations d'un fort barreau aimanté substitué à l'aiguille ordinaire placée au milieu du cadre du multiplicateur ; comme les déviations ne dépassent pas une certaine amplitude, elles restent proportionnelles aux intensités des courants. On détermine le^ déviations aii moyen de la réflexion dans un miroir lié invariablement au barreau aimanté dont il suit tous les mouvements , des divisions d'une mire fixe placée à une certaine distance, lesquelles vien-

CUi^PITfifi lY. 81

nent se placer successivement dans Taxe optique d^une lunette. M. Wéber (31) s'était servi du même principe et du mode de suspension bifilaire^ pour mesurer avec une grande précision l'action mutuelle de deux anneaux électro-dynamiques ou de deux solénoldes.

La balance électro-magnétique imaginée par M. Becquerel (3â) donne des résultats d^une très-grande exactitude; elle se compose d'une balance trébuchant à moins de 0^^001^ à chacun des plateaux de laquelle est attaché^ au moyen d'un fil de soie^ un barreau aimanté entouré à distance par une hélice électro-dynamique placée verticalement. Quand on veut opérer, les fils des deux hélices sont mis en communication avec la source d'électricité, de manière que le courant circulant dans Tune d'elles fasse remonter le barreau qui s'y trouve engagé, et descendre l'autre quand ce courant parcourt la seconde héhce; la balance venant à trébucher, on rétablit l'équilibre des plateaux avec des poids. Les rapports des poids nécessaires pour équilibrer la balance sont exactement proportionnels aux rapports des intensités des courants qui circulent dans les fils des hélices. . Chacun de ces appareils peut être employé suivant les travaux à exécuter, et nous verrons par la suite que leur usage, joint à celui des effets physiques et chimiques dus à l'électricité, a puissamment contribué aux progrès de la science.

§ IIL Magnétisme par rotation, — Induction,

Magnétisme par rotation. Les expériences faites par plusieurs physiciens, et surtout par Coulomb et par M. Becquerel (33), avaient montré que d'autres corps que le fer pouvaient être influencés par les aimants; mais Arago, en 1824 (34'), découvrit que, lorsque les corps sont en présence, et que leur action sur l'aiguille aimantée n'est pas sensible à l'état de repos, au moment où le corps ou bien l'aimant est en mouvement, il se manifeste aussitôt un effet, llobsei*va d'abord que l'amplitude des oscillations d'une aiguille aimantée est influencée par le voisinage des substances qui f entourent et surtout des métaux ; les oscillations ne diminuent pas dans leur vitesse, mais bien dans leur amphtude, comme si elles avaient lieu dans un milieu plus dense que l'air. Cette observation le conduisit à la découverte d'un autre mode d'action qui est très-remar- <iuable^ et qui a reçu le nom de magnétisme par rotation (34') :

Ayant placé une aiguille aimantée, librement suspendue et pou-

82 DE l'£L£GTA1CIT£ ET UU MAGNÉTISME.

vant se mouvoir dans un plan horizontal, au-dessus d'un disque de cuivre auquel il imprima un mouvement de rotation (en ayant soin de séparer les deux corps au moyen d'un écran, pour éviter les effets que pouvait occasionner l'agitation de l'air)^ il vit aussitAl Paiguille se dévier d'im angle d'autant plus grand que le naouvement était plus rapide , et suivre même le mouvement du disque quand sa vitesse était suffisante. Arago remarqua aussi que Taction de raiguille était diminuée sensiblement quand le disque de cuivre avait des solutions de continuité dans le sens des rayons.

Aussitôt après cette découverte l'expérience fut répétée , commentée et analysée. On pensait que les pôles de Paiguille aimantée^ en réagissant sur le disque en rotation^ y produisaient un magnétisme passager, dont l'existence était de quelque durée, et déterminait le transport de l'aiguille; de là la dénomination donnée à Felfet produit. Arago analysa le phénomène, et fit connaître la direction de la résultante de l'action du disque sur raiguille.

Nobili et Bacelli (35) publièrent, immédiatement après, les résultats de plusieurs expériences qui étaient en opposition avec les précédentes conclusions, entre autres, que les corps non njétalliques ne produisaient aucun effet. Arago (35') répondit de suite, pour montrer que le verre et d'autres corps du même genre donnaient lieu à des effets moins sensibles il est vrai, mais appréciables.

Herschel et Babbage (30) répétèrent Pexpérience d'une manière inverse : ils firent tourner un disque de métal librement suspendu par son centre, en imprimant un mouvement de rotation à un aimant placé au-dessous. Ils soumirent à Pexpérience des plaques de différents métaux, pour déterminer la différence d'action qui résulte de la nature du métal. Ils constatèrent un fait remarquable : si l'on rétablit la continuité d'une plaque découpée, en remplaçant les intervalles vides avec un métal dont l'influence magnétique dans Pétat de mouvement soit très-inférieure à celle de la plaque^ cette plaque hétérogène reprend toute l'énergie magnétique qu'elle possédait avant qu'on l'ait rendue discontinue.

Seebeck, immédiatement après les premières expériences d^Arago» fit osciller une aiguille horizontale le plus près possible des plaques de diverses substances soUdes et liquides , afin de déterminer celles qui diminuaient le plus Pétendue des oscillations de Paiguille,

On doitégalementàMM.Gbristie(37), deHaldat(38),Barlow^(38'}, Prévost et Colladon, Harris , des observations importantes sur le magnétisme par rotation.

GUAPITHR IV. 83

Ampère^ aidé de M. Golladon^ trouva qu'un disque en mouvement agit sur une hélice métallique dans laquelle on fait passer un courant, de même que sur un aimant.

On ne connut la cause de ces phénomènes que plus tard , en 183i; après la découverte des phénomènes d'induction. En effets M, Faraday a prouvé que Paiguille aimantée donne lieu à des courants électriques par induction dans le disque en mouvement y courants dont il est même parvenu à démontrer Texistence. Nobili et Antinori (39) ont étudié ensuite la direction des courants produits dans les disques en mouvement.

Depuis cette époque^ on peut citer comme travaux relatifs au magnétisme par rotation ceux de MM. Abria (39') et Matteucci (40); ce dernier physicien, surtout, a déterminé avec précision la position des différents courants électriques développés par Tinduence des aimants dans les disques mis en rotation.

Induction, OErsted et Ampère avaient découvert, Pun que l'action de l'électricité développait la puissance magnétique à l'aide d'un fil réunissant les deux pôles d'une pile, l'autre que les courants électriques convenablement disposés produisaient les mêmes effets que les aimants ; M. Faraday trouva que l'inverse avait lieu , et que Ton pouvait produire de Télectricité dans les corps conducteurs aussi bien par l'action des aimants que par celle des courants agissant à distance.

Les premières expériences pour produire des courants électriques par l'influence d'autres courants sont dues à Ampère (40') ; une lame de cuivre pUée en cercle^ ayant été suspendue au milieu d'une ceinture de forts courants électriques, fut influencée par ceux-ci de telle sorte qu'en présentant à l'un des côtés de cette lame un trèsfort aimant en,fcr achevai. Ampère vit celle-ci s'avancer tantôt entre les deux branches de l'aimant, tantôt au contraire en être repoussée, suivant le sens du courant; l'aimantation du cuivre était passagère. Ampère (40*)^ dans un autre mémoire, résumait ainsi le fait qu^il avait observé : « // s'établit dam un conducteur mobile formant une circonférence complètement fermée un courant électrique par Pinfluence de celui qu'on produit dans un conducteur fixcy circulaire et redoublé, placé très-près du conducteur mobile^ mais sans communication avec lui» »

Ampère se borna à constater le £ait; mais ce fait prouve que dès 1833 il avait reconnu la production des courants électriques par influence. C'est à M. Faraday (41), au surplus, que revient l'honneur

84 DB L^^LECTBICITi ET DU MAGNÉTISME.'

d'avoir analysé les circonstances dans lesquelles rérectricité en mouvement se produit à distance sous l'influence des courants électriques ou du magnétisme, et d'avoir recueilli Télectricité dégagée. L'annonce de cette découverte fut faite à l'Académie des sciences de Tlnstitut de France par M. Hachette, le 17 décembre i83i, d'après une lettre de M. Faraday; les phénomènes remarquables qui s'y rattachent forment une partie très-importante de la science de l'électricité, laquelle est connue sous le nom d'mductioUy en même temps qu'ils confirment les vues théoriques d'Ampère sur la constitution des aimants et sur l'identité des effets des courants électriques et de ceux des aimants.

L'induction est donc le pouvoir que possèdent les courants électriques d^exciter dans la matière qui est dans sa sphère d'activité un état particulier qui produit d'autres courants. M. Faraday, pour mettre en évidence ce phénomène, enroule en hélice sur un cylindre de bois deux fils de cuivre semblables recouverts de soie : une des hélices est mise en communication avec un multiplicateur, et l'autre avec une pile d'une certaine énergie; il se produit alors une légère déviation de l'aiguille aimantée du multiplicateur au moment où le courant commence à circuler dans le fil , lequel cesse immédiatement après. En interrompant le circuit, nouvelle déviation, mais eh sens inverse. Les effets d'induction ou les courants induits dans le fil isolé n'ont donc lieu qu^à l'instant où conmmence et à l'instant où cesse le courant électrique inducteur qui circule dans le fil voisin. M. Faraday en conclut que ces courants, qui tfont qu'une existence presque instantanée , comme Ampère l'avait observé, participent plus de la nature du courant électrique produit par la décharge de la bouteille de Leyde que de celle du courant qui prend naissance dans l'action de la pile.

Le courant induit produit par le courant inducteur, ou initial, à l'instant où l'on ferme le circuit, est dirigé en sens contraire de celui-ci; celui qui a lieu lors de la cessation du courant inducteur chemine dans la même direction que ce dernier. Les deux courants d'induction qui n'ont qu'une durée très-courte sont donc dirigés en sens contraire l'un de l'autre; comme on rapporte les effets à la direction du courant inducteur, le premier est nommé courant induit inverse; le second, courant induit direct.

M. Faraday chercha ensuite si les aimants qui, suivant la théorie d'Ampère, étaient le résultat de courants électriques circulant perpendiculairement à l'axe des i)ôles autour des molécules, ne pro-

CHAPITBE IV. 8S

duiraient pas des effets semblables. Pour savoir jusqu'à quel point cette conjecture était fondée, il prit un anneau formé avec une barre ronde de fer, sur Tun des côtés duquel il enroula autour d'une partie un fil de cuivre recouvert de soie. Il appliqua de la même manière, de Tautre côté de Tanneau, un fil semblable dirigé dans le même sens que le premier. Cette dernière hélice fut mise en rapport avec un multiplicateur, et l'autre avec une pile : au moment du passage du courant de la pile, Taiguille aimantée du multiplicateur fut déviée, et beaucoup plus qu'en employant une pile de force décuple et des hélices sans anneau de fer ; Taiguille reprit bientôt sa position naturelle d'équilibre. En interrompant la communication de la première hélice avec la batterie, l'effet fut inverse. Il obtint de semblables effets avec des électro-aimants ordinaires.

En plaçant un morceau de charbon bien recuit et effilé à chacune des extrémités du fil qui avaient été mises en rapport avec le multiplicateur, et rapprochant les deux bouts effilés, de manière à les mettre en contact, il aperçut une petite étincelle électrique, à l'instant où le circuit fut fermé. Rarement il put voir Tétincelle quand le contact avec la pile cessait. Ainsi les effets de lumière, comme l'action magnétique exercée sur l'aiguille aimantée, ont mis en évidence Faction inductrice produite.

Il reconnut qu'une seule hélice induite pouvait donner lieu à ces phénomènes, en la mettant en relation avec un multiplicateur, et en exerçant sur elle une influence magnétique à l'aide d'un barreau aimanté ordinaire, qu'on approchait ou qu'on éloignait ; les phénomènes d'induction ne se manifestaient donc qu'au moment où rinfluence magnétique commençait ou cessait, ou pendant ses variations d'intensité, de même qu'en exerçant l'influence à l'aide d'un courant électrique. L'action était plus énergique quand une barre en fer doux était placée au mihéu de l'hélice.

M. Faraday trouva également que si, au commencement de l'action inductrice , le courant secondaire produit par l'influence d'un aimant avait une direction contraire à celle du courant qui aurait été employé pour développer dans le fer doux un magnétisme de même polarité que le magnétisme produit par influence, au moment où celle-ci cessait, l'effet était de môme sens : telles sont les premières expériences faites pour obtenir de l'électricité avec des aimants.

M. Faraday, pour expliquer les phénomènes d'induction, supposa un nouvel état électrique dans la matière : lorsqu'un fil de métal

86 DE L^BLECmiCm BT DU KAOIflfolSlIB.

est soumis à l'induction volta-électriqne ou magnéto-électriqne^ il paraît être dans un rtat d(» t(»nsion pai ticulior, puisqu'il résiste à Is formation d'un counuit rloctri(|uo, qui n'a réellement lieu qu'à l'instant où conimciu^o et cesse cet état particulier auquel il a donné le nom (Véiectro-tonique, état é(iuiva!îmt à un courant électrique au moins égal au courant qui est produit lorsque Tinduction a lieu ou cesse.

Un courant électrique excitant un état électrique particulier dans un fil métallique voisin doit nécessairement en produire un semblable dans son propre fil ; M . Faraday (4 T) a mis ce fait en évidence en faisant connaître ce que Pon nomme \(i& extra-covrants inverses^ directs^ c'est-à-dire les courants induits produits dans le circuit même du courant inducteur. Mais^ nous devons faire remarquer que lorsqu'un courant électrique circule dans une hélice qui entoure un mo^ ceau de fer^ il se manifeste entre les extrémités du fil^ au moment de la rupture du circuit, une étincelle due h Textra-courant direct, étincelle observée d'abord par M. Henri en 1832, puis par MM. Jenkins, Faraday et Masson.

M. Faraday émit Topinion que, lorsque les courants électriques traversent les corps, ceuxi-ci subissent Fétat électro-tonique, auquel il faut rapporter les décompositions électro-chimiques. Enfin il prouva le premier que les phénomènes du magnétisme par rotation observés par Arago étaient dus à Faction exercée par les courants induits excités dans le métal en mouvement par l'aimant voisin, lesquels réagissaient sur cet aimant pour le déplacer. Nous avons dit plus haut, page 83, que les recherches faites depuis avaient confirmé cette explication malgré la complication du phénomène.

Induction par les courants électriques. On doit à M. Henry (42), une étude approfondie de Finduction due à des courants induits de divers ordres , à laquelle il s'est livré immédiatement après les recherches de M. Faraday. M. Henry a trouvé que lorsqu'un fil conducteur est traversé par un courant induit , il se développe dans un second fil placé dans sa sphère d'activité un autre courant induit instantané, ou courant induit du deuxième ordre ; on peut obtenir ainsi des courants du troisième et du quatrième ordre dans d'autres circuits placés successivement dans le voisinage l'un de Fautre.

Les recherches de M. Henry ont conduit aux conséquences suivantes : les courants induits d'ordres supérieurs n'agissent que trèsfaiblement sur Faiguille du multiplicateur, lors môme que les effets physiologiques et l'action magnétisante sont très-considérables, n a

CHAPITBB lY. 87

été amené par là à considérer ces courants comme formés de courants successifs de directions opposées^ égaux en quantité^ mais différents en durée. Le courant induit du premier ordre ^ par exemple, donne par induction dans un conducteur voisin un courant induit du second ordre inverse au moment où il commence, et un courant direct à l'instant où il fuiit; ces deux courants se succédant très-rapidement et étant produits par des quantités égales d'électridtéy leurs actions sur Taiguille aimantée se détruisent, tandis que les effets physiologiques^ c'est-à-dire les contractions et les commotions^ s'ajoutent. Quant aux propriétés magnétiques^ elles résultent de la différence de durée des deux courants successifs^ c'est-à-dire du plus ou moins de tension qui en résulte; ainsi l'aimantation peut présenter des effets inverses.

M. Abria (43) a confirmé cette théorie, en faisant passer dans le fil d'un galvanomètre les courants induits du second ordre développés par une succession rapide de courants induits du premier onbe de direction constante; il en est de même de M. Yerdet (44), qui^ à l'aide des courants induits du deuxième ordre a produit des effets de polarisation résultant d'actions électro-chimiques.

Parmi les recherches qui ont été faites sur l'induction parles courants^ nous devons citer celles de M. Masson (io); ce physicien , en 1837, s'était occupé de la production de Textra-courant; depuis il a étendu ses recherches et a prouvé, entre autres, que si tous les courants électriques, quelle que soit leur tension, produisent des phénomènes d'induction, cependant les courants qui ont le plus de tension sont directs pour le courant secondaire et inverses pour les ooorants des autres ordres.

Induction par les décharges électriqties. M. Henry pensa le premier que des décharges électriques, n'étant que des courants de trèscourte durée , devaient induire dans des conducteurs voisins des courants électriques; mais, dans ce cas, les courants induits directs et inverses se succédant rapidement , l'un ou l'autre pouvaient prédominer suivant que l'un d'eux, éprouvant un retard, diminuerait de tension. Des recherches nombreuses ont été faites sur ce sujet, et elles n'ont pas produit toutes des résultats bien concordants, en raison même de la cause dont nous venons de parler.

Les procédés mis en usage pour étudier le sens et l'intensité des décharges électriques sont de différentes sortes : M. Marîanini (46) a imaginé l'appareil nommé ré- électromètre ^ qui consiste en une hélice contenant un morceau de fer et dans laquelle

8S i>K l'rlegtricitr et du magnétisme.

passe la décharge que l'on étudie; une aiguille aimantée^ libre de se mouvoir au-dessus de Phélice, indique, par sa déviation, le sens de l'aimantation du fer intérieur^ et par conséquent de la décharge prédominante. Ce physicien a trouvé, à laide de son appareil, que la décharge induite prédominante a la même direction que la décharge inductrice, quand la bouteille de Leyde qui donne naissance à celle-ci a une capacité suffisante et qu'elle est bien chargée ; mais si la tension de la charge diminue, ou bien, à égalité de charge, si la dimensionde la bouteille augmente, la décharge induite a une direction opposée. D^autres méthodes ont été employées par les physiciens qui se sont occupés de ce sujet : M. Matteucci (Al) a fait usage de Taimantation des aiguilles d'acier et du procédé du perce-carte; M. Riess (^S) s'est servi du condensateur, qu'il a chargé par induction, et a utilisé le phénomène des figures de Lichtemberg dessinées sur des gâteaux de résine , pour fixer du soufre ou du minium projeté à Paide d'un soufflet sur les parties différemment électrisées du gâteau, suivant la nature deTélectricité; M.Rnochenhauer a utilisé réchauffement des fils métalliques lors du passage des décharges induites, et M. Verdet (44), comme on Ta déjà vu plus haut, a fait usage des phénomènes de polarisation électro-chimiqnes. Toutes les expériences ont mis en évidence que tantôt le courant induit direct ou le courant inverse prédomine , comme du reste les résultats obtenus par Savary, bien antérieurement à la découverte de rinduction, l'avaient prouvé (voir page 77), puisque ce dernier avait observé qu'à égalité de charge[, l'aimantation produite par les décharges électriques variait de sens avec la distance du fil parcouru par la décharge à Taiguille aimantée; mais les -causes qui font prédominer l'un ou l'autre de ces] deux courants ne sont pas suffisamment connues.

Induction par l'influence magnétique de la terre. Nous avons vu que M. Faraday avait montré, dès l'origine de ses recherches sur Pinduction, qu'un barreau aimanté pouvait induire des courants électriques dans des corps conducteurs placés à distance; mais la terre pouvant être assimilée à un aimant devait produire également des phénomènes d'inductioii : ce fait a été mis en évidence par M. Faraday, puis étudié par divers physiciens , et notamment par MM. Palmieri et Linari.

Pour manifester l'induction terrestre, il suffit de placer une hélice en rapport avec un multiplicateur, dans le méridien magnétique, et de la faire tourner autour d'un axe perpendiculaire à cette hélice.

CHàPJTaC IV. 89

et en son milieu, de munière que chaque fois la longueur cor* responde à la direction de Taiguille d'inclinaison; on augmente beaucoup Tintensité de Teffet en introduisant dans Thélice un barreau de fer doux qui, à chaque mouvement de rotation de celle-ci, s^aimante momentanément sous Tinflueuce de la terre.

MM. Palmieri et Linari (^9) sont parvenus à former une pile qui fonctionne sous Tinfluence terrestre, et qu'ils ont appelée magnétoâectro-tellurique, laquelle imprime des déviations beaucoup plus fortes que celles que Ton obtient dans Pexpérience précédente.

Il résulte de ces effets qu'un corps conducteur ne peut se mouvoir à la surface du globe sans qu^il se produise dans sa masse des courants d'induction .

Effetê divers relatifs à l'induction. Lors de la production des œurants induits, la présence de corps conducteurs qui sont également parcourus par des courants induits, lesquels peuvent réagir sur ceux que l'on étudie , change les conditions de la formation de ces derniers. Savary, dans ses recherches sur Taimantation par les décharges électriques (voir page 78), avait observé déjà l'influence des enveloppes conductrices ; MM. Henry et Abria ont étudié quels étaient les effets produits, et M. Riess a montré que réchauffement d'im fil conducteur parcouru par une décharge était modifié par la présence d'un conducteur voisin.

M. Dove a fait une étude particulière de ce sujet (50) et est arrivé à des résultats très-intéressants ; en employant les courants électriques et les décharges pour produire l'induction, il a obtenu des résultats concordants. Il a d'abord distingué, comme M.Henry, la durée du courant, de son intensité, car si les indications galvanométriques et les effets chimiques sont proportionnels entre eux et à la quantité d'électricité mise en jeu, l'effet physiologique coomie l'effet calorifique ne le sont plus; l'effet physiologique, en particulier, ne dépend que de la rapidité de la neutrahsation des électricités, car les secousses de la bouteille de Leyde prouvent qu'une très-petite quantité d'électricité qui se meut très-rapidement donne une commotion très-vive, alors que la même quantité d'électricité qui est neutralisée plus lentement ne produit aucun effet.

M. BachhofTner et Sturgeon avaient trouvé qu'en plaçant au milieu d'hélices magnétisantes des faisceaux de fils de fer, Fextra-courant induit dans le circuit par l'aimantation et la désaimantation du fer produisait des secousses plus fortes que des cylindres de fer massifs. M. Dove a montré que cet effet tenait à ce que les cylin-

90 DB L'éLfeCTBICITi ST DU MAONÉTISMB.

dres massifs agissaient comme noyaux magnétiques et comme corps conducteurs ; il se produisait alors, autour des cylindres, dos courants induits qui retai-daieiit l'induction , c'est-à-dire qui augmentaient la durée des décharges induites : de là ^ diminution d'effet physiologique^ et augmentation quand on évitait la circulation des courants lors de la substitution des faisceaux de fils de fer isolés aux cylindres continus de fer.

M. Dove a également prouvé que les enveloppes conductrices en cuivre ou autres substances agissent de même, et que cea enveloppes n'affaiblissent pas le pouvoir d'induction, mais retardent seulement celle-ci en augmentant la durée du passage de l'éleotricité. Ce même physicien a fait également remarquer, d'après ceh, qu'un faisceau de fils de fer aimanté s'approche le plus possible de la réalisation du solénoïde d'Ampère, qui toutefois ne représente pas un aimant ordinaire^ puisque celui-ci est pourvu d'une enveloppe conductrice continue qui n'existe pas dans le cylindre électro-dynamique.

Lors de la production d^un courant induit, il se manifeste des effets statiques très-prononcés qui dépendent de la tension du courant^ de la rapidité du passage de l'électricité^ de la longueur et de l'isolement du fll conducteur. Ce fait important, signalé par M. Faraday, a été parfaitement établi par MM. Masson et Breguet (64), au moyen d'un long fil isolé, enroulé autour d'une bobine, et constituant une hélice: en aimantant l'hélice à l'aide d'un faible courant électrique, le courant induit qui se produit au moment où le courant est fermé, mais rnieux au moment où il est ouvert, c'est-à-dire dans ce dernier cas l'extra-courant direct^ peut charger un condensateur, donner des secousses et produire des étincelles dans le vide de la machine pneumatique. Si l'on fait toucher les deux extrémités du fil de la bobine avec les deux tiges métalliques d'un œuf électrique, et que l'expérience ait lieu dans Tobscurité, la boule qui touche à l'extrémité qui donne l'électricité positive est le point de départ d'une gerbe lumineuse, rouge-violacée; taboulé négative est entourée d'une auréole lumineuse bleuâtre. MM. Masson et Breguet ont émis l'opinion qu'on pourrait augmenter ces effets, et arriver à construire des appareils qui remplaceraient, dans certains cas, les machines ordinaires pour la production de l'électricité statique : nous verrons plus loin qu'il existe un appareil d'induction qui a permis d'atteindre ce but.

D'autres physiciens se sont aussi occupés des effets d'induction;

GHAPITBB lY. 91

parmi eux nous pouvons citer MM. Lenz, Weber, Neuman^ Delarive^ Matteucci, Poggendorf, Wartman^ Marié, Felici, qui ont étudié les effets généraux que manifestent les courants induits et les condi* tions nécessaires à leur développement. M. Lenz (51') a établi 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 fil 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 Télectricité 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 Pon 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 entre les faces polaires d'un électro-aimant, la température de ce disque s'élève en raison des counmts induits qui circulent dans la masse conductrice.

93 DE L'ÉLECTRICfTÉ KT DU MAONÉTISilB.

Appareils d'induction. Depuis les recherches de M. Faraday, on a cherché à construire des appareils dans lesquels on pût produire des courants par induction dirigés dans le même sens ou en sens contraire , et cela à Taide 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 Télectricité 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 brandies 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 fi1<

Cet appareil n'était pas usuel; M. Fixii 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 l>obine; un commutateur, placé sur Taxe 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 rîippareil plus portatif fait par Saxton, dans lequel, Tannant 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 esj; employé maintenant dans les différentes expériences que Fon 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 Futiliser pour les besoins de l'industrie; les principes sur lesquels ils sont fondés étant les rhêmes 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.

CHAPITBE IV. 93

M. Page (54) a imaginé une disposition qui a été mise à profit par différents constructeurs, et qui consiste en ce que Tappareil, au lieu d'être construit comme celui de Glarke^ a son aimant permanent fixe, ainsi que la bobine qui entoure les branches ; la partie mobile est- Tarmature en fer doux de Faimant 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 Pappareil 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 parM.Neef (55); M. Delarive Ta 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 esten 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 Tinfluence 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 im couple d'une force électro - motrice plus grande ou d'une résistance moindre; en effet, le travail chimique intérieur du couple dont l'action développe

i)4 DE L BLKCTBICITB ET DU JIAGNÉTISMK.

im couraDt induit est augmenté par Tinterposition dans la m6me proportion que l'efTet chimique produit au deiiors.

L'appareil d^induction électro- magnétique le plus remarquable et le plus énergique que Fon possède jusqu'ici est celui que l'ou doit à M. Ruhmkorf , et qu'il a construit vers 1850 ou 4851 (57). Cet habile constructeur a employé une disposition analogue à celle du condensateur de M. Dclarive^ si ce n'est ((u'il a fait usage de deux fils y l'un gi*os et com't pour faire piisser le courant inducteur, l'autre fin et très-long pour recevoir les courants induits. 11 a utilisé aussi le trcnibleur, indiqué plus haut; de plus , il a mis à profit les recherches de MM. IMassou 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 Pair, et il est parvenu aujourd'hui à des effets réellement puissants, puisqu'il peut avoir 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 fabe 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 {>ar suite le courant induit inverse, est influencé par l'extra-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 gi'os 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-

GHÀPITBB IV, 9&

rant induit direct dont Taction dans Tappareil 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 Tauréole 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 Tœuf 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^etdans toutes les circonstances où il est nécessaire de développer àdistance 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 connue le fondateur de cette partie de la physique; Arago, le magnétisme par rotation; Faraday, les causes et les propriétés des courants mduits. 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.