PT A

est soudé en À à un fil de zinc AZ; le fil entier ZAC est porté sur une pointe ou pivot S; et pour mettre le courant en activité, on plonge les deux extrémités Z et G dans un verre rempli d’eau acide. Get appareil ne s'est

Expérience de M. Poisgi= raud,

point dirigé d’abord par l’action de la terre, non plus que celui de M. Erman; mais en prenant pour fil de; suspension un simple fil de cocon de ver à soie un peu long, M. Babinet a obtenu depuis la direction de ce même appareil par le globe.’ Quand le bout du fil de zinc , qui plonge dans l’acide, a été dissous , il suffit d’en remettre un autre à sa place, en l’attachant à ce qui reste du même fil.

54. On est tellement habitué à voir les deux pôles d’un aimant exercer des effets contraires, que tous les phénomènes qui, conformément à la théorie que’nous avons développée, nous montrent les deux pôles agissant de la même manière , méritent une attention particulière. Tels sont les faits que M. Boisgiraud ( Annales de chimie et de physique, t. 15, p. 279), a observés, en faisant agir le courant électrique sur une petite aiguille aimantée, flottant sur l’eau au moyen d’un peu de cire ou de matière grasse dont elle étaitenduite. L’aiguille étant dirigée par le globe, suivant le méridien magnétique, on place un fil conducteur perpendiculairement à ce méridien et à l’aiguille. Soit AB, fig. 26, l'aiguille flottante, P la projection du courant, que l’on fait agir sur l'aiguille, considérons, comme nous l'avons fait (art. 48), son action sur les deux points met », situés dans la même verticale : on voit que l’action attractive du courant P, que nous supposons dirigé de l’ouest à l’est, pour fixer les idées, sera plus forte sur le point m, que son action répulsive sur le point n. Pour avoir la force avec laquelle l’ensemble des deux petites portions de courant mel n tendra à marcher vers le conducteur, il faut décomposer les forces mP, Pn, parallèlement à la direction de l’axe AB, suivant mp, qn, puisqu'en vertu de sa pesanteur

et de la direction que lui donne le globe, l'aiguille ne

peut se mouvoir que dans cette direction. Cette décomposition étant faite, on doit prendre la différence des actions exercées suivant mp et qn. Or, on voit que, pour toutes les positions du courant P, l’action suivant mp est toujours plus grande que l’action contraire qu'il

* M. de la Rive a obtenu le même effet par un moyen semblable, comme nous le dirons lorsqu'il sera question de ses expériences.

exerce suivant gn : cela tient à ce que l’angle Pmp est plus petit que l'angle Png; en sorte que la force mP, déjà plus grande que la force Pr, l’emportera encore plus sur cette dernière , quand elle aura été décomposée suivant une direction mp, moins éloignée de mP que ng ne l’est de nP. Ainsi l’action du courant sur la face supérieure de l'aiguille, sera toujours plus forte que l’action contraire qu’il exerce sur la surface inférieure, et il y aura toujours attraction quand le courant du conducteur ira, comme nous le supposons ici , de l’ouest à l'est : il y aurait pour la même raison répulsion s’il allait de l’est à l’ouest.

Cette circonstance met une grande différence entre celle expérience et celle de l’art. 47, où les actions du courant étaient décomposées suivant des perpendiculaires à l’axe. En eflet, ici les résultantes des actions du courant P sur toutes les tranches de l’aimant perpendiculaires à l’axe étant toujours dirigées dans le même sens , ce courant allant de l’ouest à l’est, l’attirera dans toutes les positions. De plus il y aura équilibre stable quand

le milieu de l’aiguille sera verticalement au-dessous du-

conducteur; car dans tout autre cas, le point qui est au-dessous du conducteur ne partageant pas le pelit aimant flottant en deux parties égales , la partie la plus longue sera la plus attirée vers le fil, et le milieu de l'aiguille sera ramené sous le conducteur. Le contraire a lieu quand le courant P va de l’est à l’ouest : alors il y a répulsion sur toutes les tranches , et pour peu que le milieu de l’aiguille s’écarte de dessous le fil la partie la plus longue est la plus repoussée , et l’aimant marche en s’éloignant indéfiniment du fil conducteur , ainsi que l’a observé M. Boisgiraud. | 55. Lorsque l’on dispose dans un récipient où l'air est raréfié, deux pointes de charbon qui communiquent par des fils métalliques aux deux extrémités de la pile, si celle-ci est suffisamment énergique , on obtient entre les deux pointes un courant continu d'électricité qui subsiste ensuite, lors même que l’on écarte les pointes à plusieurs centimètres de distance. Il se développe en même temps.une chaleur et une lumière extrêmement intenses. Le circuit n'étant point alors interrompu ,

Expérience de sir Humphrey Davy.

Expériences de MM. Biot et Savart.

M. Arago pensa que l'espèce de flamme électrique ; qui sé montre alors , devait agir sur l’aiguille aimantée , et réciproquement être attirée ou repoussée par les pôles des aimans. Or, c’est cet effet que , d’après le témoignage de M. le docteur Ure, sir H. Davy vient d'obtenir : il a placé les extrémités des pointes de charbon l’une audessus de l’autre , de manière à donner au courant une direction verticale. Ensuite, en rapprochant un aïmant dont l’axe était horizontal, il a vu que la flamme était attirée , et se courbait en arc vers l’aimant quand les courans de celui-ci , près de la flamme , avaient [a même direction que le courant qui la produisait. Ce courant étant supposé ascendant, et l’aimant dirigé par le globe, cet effet doit avoir lieu quand la flamme est à l’ouest ; dans le cas contraire , la flamme doit être repoussée, et former un arc dont la concavité soit du côté de l’aimant.

56. M. Biot, conjointement avec M. Savart , a étudié l'action d’un fil conducteur sur une aiguille aimantée , par des expériences très-précises qui vont nous fournir la preuve de ce que nous avons avancé plus haut, que l’action mutuelle de deux petites portions de courans électriques , est en raison inversé du carré de leur distance. Pour mettre l’aiguille aimantée hors de l'influence magnétique du globe, il place à une assez grande distance un aimant dont l’action balance celle du globe , par une disposition analogue à celle que M. Haüy emploie pour reconnaître dans les minéraux les plus faibles traces de magnétisme. L’aimant étant convenablement placé, l'aiguille reste indifférente, ou à peu près, dans toutes les positions qu’on lui donne. Gette aiguille étant ensuite soumise à l’action d’un fil conducteur, on compte le nombre des oscillations qu’elle fait dans un temps donné

+ pour üne position déterminée du fil, et le carré de ce

nombre est, comme on sait, proportionnel à la force qui fait alors osciller l'aiguille. Celle-ci étant suspendue par des fils de soie non tordus, la torsion n’influe en rien sur sa direction, et en comptant le temps avec un chronomètre à double arrêt de M. Breguet, M. Biot a pu atteindré, pour ainsi dire, la dernière limite de l’exactitude. 57. Si l’on tend un fil conducteur vertical d’une longueur suffisante pour que son action soit sensible-

ET DE L'ÉLECDRICITÉ. 229 ment la même que si cette longueur était infinie, auprès d’une l’aiguille ainsi suspendue; elle se dirige, conforménent à la théorie que nous exposons, transversalement au fil, en sorte que sa direction,est perpendiculaire au plan vertical, passant par le conducteur et le milieu de l'aiguille, Si on l’écarte ensuite de cette posilion de repos , elle oscille de part et d’autre avec une force qui, déterminée par le carré du nombre d’oscillations faites dans un temps donné, s’est trouvée inversement proportionnelle à la distance du fil à l’aiguille. Ainsi, par exemple , à une distance double de l’axe du fil conducteur au milieu de l'aiguille, le carré du nombre d’oscillations que celle-ci fait sous l'influence du fil, est la moitié de celui qu'elle fait: à une distance simple. Remarquons qu'ici tous les points du courant agissent à la fois sur l'aiguille. Pour avoir l’action d’une des parties du courant considérée isolément , il faut chercher suivant quelle: loi les élémens du fil conducteur doivent agir pour que l'effet produit par leur réunion soit en raison inverse de la simple distance. M. de La Place a cherché cette loi par le calcul , et il a trouvé que si toutes les parties d’un fil rectiligne indéfini agissent en raison inverse du carré de leur distance à un point , leur action totale sera en raison inverse de la simple distance de ce point. au fil conducteur. Cette belle expérience nous fournit donc la démonstration de l'hypothèse adoptée par M. Ampère dès le commencement de ses recherches, que chaque partie très-pelite d’un courant agit sur une autre partie aussi très-petite en raison inverse du carré de la distance qui les sépare.

M. Biot. a aussi comparé l’action d’un fil droit sur ‘une aiguille aimantée avec l’action d’un fil conducteur plié de. manière à former un angle dont le sommet est placé aussi près de l'aiguille que l'était d’abord la partie la plus voisine du fil vertical. En analysant par le calcul les résultats de l’expérience, il a retrouvé la loi que M. Ampère avait annoncée, d’après l’action d’un fil sinueux sur unconducteur mobile, savoir que l’action d’une petite portion du fil est , toutes choses égales d’ailleurs, proportionnelle au sinus de l'angle que forme la direction de cette petite portion avec la ligne qui joint son

Imitation dé, effets de l'aimant par des fils coadnceteurs.

226 BU MABNÉTISME

milieu et le point sur lequel elle agit. De plus, comme pour le fil droit , l’action est en raison invérse de la distance de l'aiguille au sommet de l'angle, /ce qui résulte aussi de ce que l’action de chaque petite’ portion du fil est en raison inverse du carré dé la distanée.

58. M. Oérsted avait observé que le courant transmis par des corps d’un volume plus grand que les fils agissait comme quand il était conduit par les fils eux-mêmes, M. Biot a remarqué de plus que si l’on met, au lieu d’un fil simple, un fil double ou triple ou un tuyau métallique plus gros qu’un fil simple, pour conduire le courant d’une même pile, l’action de ce courant augmente avec le nombre des fils, ou en général avec la grosseur du conducteur , jusqu’à uné certaine limite, passé laquelle on n'obtient pas un plus grand effet en multipliant le nombre des fils ; car dès que le conducteur est suffisamment gros pour transmettre facilement tout le courant que peut produire la pile, le transport dés deux électricités sé fait tout aussi bren par ce conducteur que par un autre dont le volume serait plus considérable,

59. Les auteurs du travail dont nous citons les résultats, ont aussi observé que quand on fait agir sur une aiguille maintenue dans un plan horizontal, un fil conducteur situé dans le même plan et perpendiculaire à l'axe de l'aiguille, ce fil n’exerce aucune action direcirice sur elle, ce qu’on reconnaît à ce que celte aiguille n’oscille plus vers ce fil quand l’action du globe est balancée par celle d’un aimant comme nous l'avons vu

lus haut, ou bien, en laissant l’aiguille soumise comme à l'ordinaire à l’action du globe , à ce que le nombre des oscillations qu’elle fait n’est ni augmenté ni diminué par l’action du fil. Mais si l’on élève ou si l’on abaisse le fil conducteur, il se produit une attraction ou une répulsion suivant la direction du courant. Quand on se sert de l'aiguille soustraite à l’action du globe, l’attraction se manifeste par les oscillations qu’elle fait alors, ét la répulsion par une demi-révolution de cette aiguille qui en amène l’autre extrémité du côté du conducteur ; quand l'aiguille n’ést pas soustraite à l’action du globe, 1à difninution ou l’augmentation du carré du nombre des oscillations en temps égaux, indique l'énergie de la ré-

pulsion ou de l’atiraction que le fil conducteur exerce.

Ces faits sont une suite de la théorie que nous exposons. Le fil conducteur étant d’abord dans un plan horizontal à la même hauteur que l'aiguille , les courans contraires, qui ont lieu au-dessus et au-dessous de l’axe de l’aimant, sont situés symétriquement et à des distances égales du fil ; leurs actions contraires se détruisent donc mutuellement, et le fil n’exerce dans le plan horizontal aucune action directrice sur l’aiguille. [1 tend seulement à l’incliner, et l’incline en effet, quand elle est libre de se mouvoir dans un plan vertical; car il est évident que le courant du fil placé à la hauteur de l’axe étant, par exemple , dans le même sens que les courans inférieurs du pôle qui en est voisin , il attire vers le haut . ces courans inférieurs, repousse aussi vers Le haut les courans supérieurs qui lui sont contraires , et ce pôle doit s'élever en vertu de cette double action. La force directrice horizontale qui se manifeste*ensuite, quand on élève le fil au - dessus de l'aiguille , dépend de l'inégalité des actions opposées qu'exerce le fil conducteur sur les cou rans de l’aimant qui sont au-dessus et.au-dessous de l’axe de cette aiguille, et dirigés en sens contraires.

Pour obtenir cette force, directrice, on décompose, comme on l’a fait (art. 54), l’action du courant en deux forces , l’une verticale qui ne produit aucun eflet sur l'aiguille maintenue dans un plan horizontal, et l’autre située dans ce dernier plan , qui agit seule pour faire osciller l'aiguille. Or, nous avons vu , dans l’art. cité, que

répulsive,, suivant que le courant du: fil: foujours awdessus de l'aiguille ; serait placé dans Fintervalle comprennent deux plans menés par les pôles de. perpendiculairement à: son axe, ou serait hors intervalle , comme nôus l'avons vu (art. ar ee 19,

228 DU MAGNÉTISME Condacteurs

pliés en spi, 60, La disposition des courans de l’aimant en courbes rales, .. . ,

fermées dans des plans perpendiculaires à l’axe comme

les représentent les fig. 15 et 16, est analogue à la dis-

osition du courant dans le fil conducteur circulaire de

a fig. 6, ou dans le fil rectangulaire mobile DFGM de la

fig, 3. Fig. 3. |

AOPROGENEPAETRS

L’analogie serait complète si, dans ce dernier cas, le circuit du fil était fermé comme il l’est dans la pile mobile à un élément , de M. Erman. Aussi nous avons vu que le globe dirige ces conducteurs, fig. 3 et 6, et dispose leur plan perpendiculairement au méridien ma-

nétique comme un plan qui serait perpendiculaire à l’axe de l’aiguille aimantée ordinaire. Un tel conducteur doit donc être assimilé à l’un des courans abcd,a’b'c'd’ de la tranche de l’aimant représentée fig. 16. M. Ampère a d’abord imité la disposition des courans d’un aimant en repliant plusieurs.fois le fil autour du même centre de manière à en former une spirale , fig. 28.

ET DA L'ÉLECTRICITÉ. 229 Fig. 6. Fig, 10. Fig. 28.

Cette spirale suspendue convenablement est dirigée par le globe et inclinée comme l'équateur d’une aiguille aimantée , par une action semblable à celle qui dirige et incline les fils simples des conducteurs, fig. 6 et 12. Mais l’effet le plus remarquable de cette disposition da fil, consiste dans l’action très-énergique de l’aimant sur ces spirales dont les fils redoublés sont analogues aux courans qui ont lieu dans une même tranche de l’aimant.

Pour observer ces effets à l’abri de linfluence du globe, il faut suspendre le conducteur, fig. 29,

Fig. 29.

aux coupes de l'appareil de la fig. 3 , d’après la méthode dont nous avons jusqu'ici fait usage. Les deux spirales dont ce conducteur ABCDEK est composé sont disposées de manière que l’action du globe tende à les faire tourner en sens contraire et ne puisse par conséquent leur imprimer aucun mouvement. On présente le‘bout de l’aimant vis-à-vis du centre de l’une des spirales ; 8 dans celte spirale le courant tourne autour du centre dans le même sens que les courans de l’aimant autour de son axe

il y a attraction, et répulsion dans le cas contraire. D’après les principes ci-dessus posés sur la direction des courans dans l’aimant , et en faisant attention à la mamière dont les communications sont établies pour produire un courant électrique dans la spirale , on peut prévoir d'avance l'effet qui doit avoir lieu, et cette action se manifeste à plusieurs décimètres de distance.

k Un même bout de l’aimant présenté successivement aux deux faces d’une spirale l’attire d’un côté et la repousse de l’autre. En eflet, si dans le premier cas les courans de l’aimant et de la spirale tournent dans le même sens et s’attirent, dans le second , quand on aura placé le même bout de l’aimant de l’autre côté de la spirale , ils se trouveront en sens contraire, et il y aura répulsion.

+" Réciproquement une spirale fixe attire ou repousse un aimant mobile quand on présente son centre vis-à-vis du bout de l’aimant ; eten faisant agir sur une spirale mobile une autre spirale fixe, la spirale mobile est attirée ou

conducteurs 2'CPOUSSÉE suivant que leurs courans sont dans le même pliés en bé- SNS OU en sens Conlratre. |

ee 61. Le même physicien a encore plus complétement

imité les courans de l’aimant par ceux des différentes spires

d’un fil que l’on plie autour d’un tube de verre, par exem-

ple, de manière à en former une hélice à pas très-peu éle-

vés. La surface du tube se trouve alors recouverte d’un

grand nombre de courans dirigés dans des spires peu

différentes de circonférences dont les plans seraient per-

pendiculaires à l’axe du tube. On peut (art. 44) décom-

poser le courant de l’hélice, et considérer qu’en même

temps qu'il tourne autour du tube dans un sens perpen-

diculaire à l’axe, il s’avance d’un bout à l’autre parallèle-

ment à cet axe. Pour isoler l'effet qu'il produit en tour-

. hânt autour du tube, de celui qui résulte de son mouve-

ment suivant des parallèles à cet axe, il faut neutraliser

ce dernier effet en faisant revenir par l'axe le même cou-

rant-en ligne droite. Alors il ne reste plus que l’eflet des

couranseirculaires, et l’analogie d’un appareil de ce genre

avec jun aimant se soutient dans les plus petits détails;

le bout de l’hélice, qui est à droite des courans circulaires

pour un observateur placé dans ces courans et regardant

hors de l’hélice, agit sur l'aiguille aimantée et sur les fils conducteurs comme nous avons vu que le fait le pôle austral de l’aimant, qui est placé de la même manière par rapport aux courans de l’aimant.

62. Un appareil construit d’après ces principes est représenté fig. 23.

Fig. 23. |

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