G 2 AT CL LEA 7 M

l : $ dde 4 vf ÿ>

La double hélice AB est portée par un pivot NK qui lui laisse la liberté de tourner comme une aiguille aimantée ordinaire. Le courant arrive par la coupe N qui sert de support à l’hélice. De là, en suivant le fil NKHF, il entre dans le tube FEB d’où il sorten B, pour parcourir l’hélice qui entoure le tube BE, et l’hélice qui entoure le tube CA , toutes deux pliées dans le même sens. Arrivé en À le fil rentre dans le tube AC, et sort par l'extrémité D pour aller plonger dans une coupe M, que l'on fait communiquer avec le pôle négatif de, la pile quand la coupe N communique ayec le pôle positif. Dans les hélices BE, CA, le mouvement du courant suivant l’axe, étant compensé par les mouyemens opposés du même courant dans les fils intérieurs EB, AC, il ne reste que l’effet circulaire transversal des courans, Pour un observateur situé dans ces courans , et regardant hors de l’hélice, l'extrémité A serait à droite ; c’est aussi cette

extrémité qui offre tous les phénomènes connus du pôle austral des aimans. Les pôles A'et B dé cette aiguille sont attirés et repoussés par les aimans, comme les pôles d’une aiguille ordinaire : ils font le même effet sur les fils conducteurs; et si celle aiguille ‘elle-même ne se dirige pas par l’action du globe, il faut l’attribuer au petit diamètre des spires des hélices , et au défaut d’une suspension assez mobile. En la construisant sur de plus grandes dimensions , on obtiendrait indubitablement cet effet, puisqu'on l’obtient, comme nous l'avons vu, avec un cercle mobile, fig. 6, de trois décimètres de diamètre, et ayec des spirales plus petites encore.

On peut substituer au mode de suspension que représente la fig. 25, celui que nous avons employé pour tous les conducteurs mobiles ; il suflit pour cela de faire poser la pointe N dans la coupe supérieure À de l’appareil, fig. 3, et de faire revenir l’autre extrémité G, fig. 28, dans le mercure de la coupe inférieure À du même appareil, sans que cette extrémité en touche le fond, comme la fig. 29 le représente pour la double spirale : l’un et l’autre appareil ont été employés avec le même succès.

63. Pour mieux concevoir la manière d’agir du conducteur , plié en hélice autour d’un tube , il faut considérer , conformément à ce qui a été dit (art. 44), que l’on peut remplacer le courant d’une portion très-petite d'une spire de l’hélice, par deux autres petits courans à angles droits; l’un dirigé parallèlement à l’axe de l'hélice , et égal en longueur à la quantité dont le petit are d’hélice s'élève , suivant cet axe , depuis son origine jusqu’à son extrémité ; el l’autre, dirigé dans un plan perpendiculaire à celui-ci, et suivant la circonférence du cercle détermihé par un plan perpendiculaire à l’axe du cylindre, sur lequel l’hélice est pliée, ce second courant ayant pour longueur la projection de l’arc de l’hélice sur la circonférence en‘question. En réunissant ensuite les actions semblables , exercées par toutes les petites portions d’une spire entière , on voit que l’ensemble des actions exercées par les petits courans parallèles à l’axe, équivaut à un courant égal en longueur au pas de l’hélice , et parallèle à son axe! Landis que l’ensemble de toutes les ‘actions des pelits’ Courans transversaux sc réduit à celle

ET DE L'ÉLECTRICETÉ. 233

d’un courant circulaire égal en longueur à la circonférence, de la section du cylindre, par un plan perpendiculaire à son axe ; d’où il suit que l'effet produit par la réunion de toutes les spires se compose de ceux que produiraient , 1° un courants suivant l’axe de l’hélice , et de la même longueur que cet axe ; 2° autant de courans dans des circonférences de cercles perpendiculaires à l'axe , qu’il y a de spires dans l'hélice.

Pour observer l'effet du premier de ces courans, on fait agir l’hélice sur une branche rectiligne d’un conducteur mobile , qui soit parallèle à l’axe de l’hélice ; celle-ci agit alors sensiblement comme un courant rectiligne, égal en longueur à son axe. Au contraire, pour isoler l’action des courans circulaires de l’hélice , on neutralise le courant parallèle à l’axe , au moyen d’un fil intérieur qui revient par l’axe du tube , et on imite ainsi tous les effets des courans qui ont lieu dans des courbes fermées autour de l’axe de l’aimant.

64. Dès que les expériences de M. Oersted furent connues en France, M. Arago, qui les avait répétées devant l’Académie des sciences, chercha si l’action des fils conducteurs s’exercerait comme celle des aimans sur des corps susceptibles de prendre la vertu magnétique, mais qui ne l’auraient point encore reçue. Îl essaya donc l’action d’un fil conducteur sur de la limaille de ler, et il vit que le fil se chargeait abondamment de cette limaille et l’attirait à distance comme un aimant. La limaille se détachait et tombait quand on supprimait le courant en détruisant la communication des deux pôles de la pile avec le fil. Ces actions n'étaient point de la même nature que les actions électriques ordinaires , puisque la limaille de cuivre et de laiton et la sciure de bois n'étaient point attirées par le. fil conducteur. En remplaçant la limaille de fer par de petites parcelles d'acier, on peut leur donner une aimantation permanente , et M. Arago aimanta ainsi complétement une aiguille à coudre. |

65. M. Arago communiqua ces expériences à M. Ampère, et d'après les considérations que ce dernier avait faites sur l’existence et sur le sens des courans électriques dans les aimans , ils pensèrent que si l’on entourait

Expériencez de M. Arago,

Aimantation de l'acier par le fil conducteur plié en hélice.

331e 2 DU MAGNÉTISME un barreau d’acier des spires d’un fil conducteur plié en hélice , il se produirait, dans ce barreau , des courans qui seraient dans le même sens que ceux de l’hélice enveloppante ; en sorte que des deux extrémités du barreau, celle -1à deviendrait un pôle austral, qui serait à gauche des courans transversaux de l’hélice pour l’observateur situé dans ces courans et regardant le barreau , parce que c'est cette extrémité qui se trouve à droite de l’observa= teur placé dans les courans qui se développent dans le barreau, la face tournée vers l’hélice. Or, c’est ce que l'expérience a confirmé complétement , et l’aimantation produite par ce moyen sur un fil d’acier est complète.

M. Arago, en pliant deux hélices en sens contraire autour d’un même tube et mettant dans chaque hélice un fil d'acier, reconnut de même, conformément à ce que la théorie indique, qu'ils étaient aimantés en sens contraire , en sorte qu'il suffit de changer la direction transversale du courant pour changer les pôles du barreau que l’on veut aimanter. Avec un seul fil d'acier , engagé dans deux hélices différentes pliées autour d’un même tube en sens contraire, on obtient dans la partie du fil d'acier qui répond à la jonction des deux hélices, un des pôles intermédiaires que l’on nomme points conséquens; en sorte que les deux extrémités du barreau ont, par exemple, l’une et l’autre un pôle boréal ; le milieu montrant toutes les propriétés d’un: pôle austral. En effet, en partant de l’extrémité du barreau où le courant de l’hélice produit un pôle boréal, si on arrête le fil de l’hélice vers le milieu du barreau, il y a là un pôle austral, et comme dans l’autre partie du barreau le courant tourne en sens contraire , il y a d’abord, dans cette seconde partie du barreau, un second pôle austral contigu au premier, et enfin, à l'extrémité de cette parlie , un pôle boréal. Avec le même procédé , et seule ment en changeant plusieurs fois la direction iransversale qu'ont les spires des différentes hélices qui enveloppent le fil, on peut développer autant de points consé: queus que l’on veut sur le même barreau.

M. Arago s’est aussi assuré qu’un fil conducteur droit n’agit point pour aimanter une aiguille que l’on dispose parallèlement à sa longueur. On voit en effet qu’alors

| ET DE L'ÉLECTRICITÉ. - 055 le fil ne peut point y produire de courant transversal, Depuis, sir. Davy a aimanté avec le fil droit de petites aiguilles d’acier en les frottant transversalement et d’une extrémité à l’autre, toujours dans le même sens, sur un fil conducteur auquel la longueur de l'aiguille : était perpendiculaire ; ce qui est aussi une suite de la théorie.

66. M. Arago a complété les résultats qu’il avait obtenus avec la pile, en produisant:les mêmes effets au moyen de l'électricité ordinaire. Il suffit pour cela de faire passer au travers des spires d’une hélice une série d’étincelles tirées du conducteur de la machine électrique. Si on les tire d’un conducteur positif, l’effet est le même pour l’aimantation du fil renfermé dans l’hélice que si le bout de cette hélice qui recoit les étincelles était mis en communication avec le pôle positif de la pile. En tirant les étincelles d’un conducteur négatif, l’eflet est en sens con- . traire. Plusieurs physiciens avaient essayé déjà d’aimanter l’acier par des décharges électriques qu'ils faisaieni passer au travers. Par ce moyen, on n’obtenait jamais une aimantation dont le sens fût déterminé, et sans doute l'effet produit alors tenait à quelque mouvement giratoire dé l'électricité. M. Arago dans ses expériences a eu soin d'empêcher l'électricité de passer au travers du fil d'acier ; et même il a plusieurs fois renfermé ce fil dans un tube de verre scellé à la lampe.

La foudre en tombant sur des vaisseaux a quelquefois renversé les pôles des boussoles. On peut expliquer cet effet d’après les expériences précédentes, en admettant que dans sa marche, l'électricité atmosphérique a agi en tournoyant sur les aiguilles aimantées ; lors même que la foudre n'aurait décrit autour d’eiles qu’une petite portion de circonférence , l'effet produit par une cause si énergique aurait pu être très grand,

67. Une manière très-simple de se procurer un courant mobile est celle qu'emploie M. de la Rive. Son appareil consiste en deux petites lames QG, Z, fig. 32,

Fig. 39.

Aimantatio® de l’acier par l'électricité due au frotte ment.

Appareils de M. de la Rive.

Télégraphe Électro-magnétique,

l’une de cuivre et l’autre de zinc, qu’on fixe dans un morceau de liége SS’, de manière à ce qu’elles puissent flotter sur de l’eau acidulée servant de conducteur au courant électrique que l’on établit en joignant par un fil délié la petite lame de cuivre à celle de zinc; on peut ensuite donner au fil qui joint ces deux plaques telle forme que l’on veut, en cercle, en spirale, en double hélice, etc., et répéler ainsi une partie des expériences sur l’action mutuelle d’un aimant et d’un conducteur voltaique dont nous avons parlé plus haut. Si on présente au centre du cercle flottant GAZ, le pôle d’un aimant dont les courans soient dans le même sens que le courant établi dans ce cercle, on trouve que celui-ci'est attiré et marche vers l’aimant; et si on maintient l’axe de ce dernier perpendiculaire au plan du cercle et passant par son centre, on voit ce cercle s’arrêter en équilibre stable quand il est vis-à-vis le milieu de l’aimant, ce qui provient de ce qu'il est attiré par toutes les tranches de laimant à la fois. Avec une direction contraire des courans le cercle est repoussé par toutes les tranches , et sa position vis-à-vis le milieu de l’aimant produit un équilibre instable , en sorte que quand il a commencé à marcher d’un côté, il s'éloigne continuellement du milieu, finit par dépasser l’extrémité de l’aimant , et s'éloigne ensuite indéfiniment.

68. On pourrait se servir dans certains cas de l’action de la pile-sur laiguille aimantée pour transmettre des indications au loin. Il faut alors employer un fil conducteur assez gros, parce que le courant électrique s’affarblit très - sensiblement dans les fils fins quand la longueur.du circuit est considérable ; cet inconvénient n’a pas lieu avec un fil d’un diamètre suffisant, alors l’aiouille se met en mouvement dès que l’on établit la communication. Nous ne nous arrêterons pas à développer les cas où ce genre de télégraphe présenterait quelque utilité, et pourrait être substitué aux porte -voix et aux autres moyens de transmettre des signaux. Il nous suflira de remarquer que cetle transmission est pour ainsi dire instantanée. M. Sæœmmering avait imaginé un télégraphe du même genre, mais au leu d'employer l’action d’un

1 L2 ÿ . L2 LJ f L1 faisceau de fils sur autant d'aiguilles aimantées qu'il y a

ET DE L'ÉLECTRICITÉ. 357 de lettres, il proposait d’observer la décomposition de l’eau dans autant de vases séparés.

Go. Il n’est pas besoin d’avoir une pile à plusieurs couples pour produire les effets des courans électriques. M. Oersted a montré qu’on peut faire dévier laiguille aimantée en disposant au-dessus d’elle un fil de laiton ordinaire terminé à l’une de ses extrémités par un fil de cuivre que l’on a soudé ou tortillé avec lui, et à l’autre extrémité par un fil de zinc qui lui est uni de la même manière. L’aiguille se met en mouvement au moment où l’on plonge le fil de cuivre et le fil de zinc dans un même vase plein d’eau acidulée. Le même conducteur agit à plusieurs millimètres de distance sur l’aiguille flottante (art. 54 ), et au moyen de l'appareil (art. 55), avec la suspension par un fil de soie, on obtient les attractions et répulsions mutuelles des courans électriques ainsi que leur direction par l’action du globe. Mais par ce moyen, plus simple que ceux qu’a employés M. Ampère quand il a découvert ces phénomènes, on n'obtient que des actions infiniment plus faibles ; cependant il a suffi à M. de la Rive pour produire le phénomène si remarquable de la direction du circuit voltaïque par la terre. M. Babinet a aussi obtenu le même résultat après M. de la Rive, mais à une époque’où il n’avait aucune connaissance du travail de ce dernier, Le procédé employé par M. Babinet a été décrit (art. 53 ).

70. M. Schweiger est parvenu à obtenir des actions très-énergiques avec une pile voltaïque d’un seul couple, en en joignant les deux extrémités par un fil recouvert de soie, qui revient plusieurs fois sur lui-même , de manière à faire parcourir au courant un nombre aussi grand que l’on veut de circonférences entre le cuivre et le zinc qui plongent dans Feau acidulée ; on obtient ainsi une force directrice d’autant plus énergique que ce fil forme plus de circonvolutions. Ces appareils ont été variés de diverses manières par leur auteur , et lui ont servi pour des expériences très-curieuses ; ils sont surtout remarquables par la grande force avec laquelle les aimans agissent sur eux, et en ce qu'ils fournissent le moyen le plus simple de constater les propriétés des fils conducteurs , et de vérifier dans quelles positions respectives des courans de

Action d'uné pile formée d'un seul coupie.

Expériences de M, Schwetger.

nes

ne

À is |

238 DU MAGNÉTISMÉ

l'aimant et du courant du circuit voltaïque, il y a atirac-… tion ou répulsion entre eux.

Actions mutuelles des aimans.

71. Le problème général à résoudre pour suivre, dans tous ses détails , l’action de deux aimans l’un sur l’autre, consiste à trouver les forces qui résultent dé toutes les actions des courans qui ont lieu en chaque point de la masse des deux aimans , entre les molécules desquels nous avons admis la même disposition électrique qu’en: tre les élémens de la pile de Volta. L’aimant agit par l'en: semble des actions de toutes les parties des courans, don: il est pour ainsi dire l’assemblage, du moins quand on ne le considère que sous le point de vue des effets qu'il produit. Il faudra faire entrer dans le calcul de cha: ” que action réciproque entre deux petites portions de courans , 1° l'énergie du courant dans chacune des deux pelites parties en question ; énergie qui , par l'attraction mutuelle des courans d’un même aimant, doit être , comme M. Ampère l’a dit dans le temps de ses recherches sur ce sujet, d’autant plus grande, que les courans sont plus près du milieu, de même que dans le globe terrestre (art. 19); 2° la loi suivant laquelle (art. 16) diminue, l’action mutuelle de deux petites portions de courans, situées dans le même plan, quand elles ne sont pas l’une et l’autre perpendiculaires à la ligne qui joint leurs milieux; 3° la loi relative à l’affaiblissement de cette action, quand les deux petites portions ne sont pas dans le même plan , l’action variant alors (art. 17) avec l’angle que font les deux plans menñés par les directions de ces petites portions , et par la ligne qui en joint les milieux ; 4° enfin eette autre loï, que la même action, toutes choses égales d’ailleurs, est en raison inverse du carré de la distance. |

Le calcul appliqué à ces lois détermine tous les effets qui doivent avoir lieu entre les aimans, ou, plus généralewent, entre deux assemblages de courans électriques, dont on connaît l'énergie et la direction en chaque point de l’espace dans lequel ils sont distribués ; et réciproquement , d’après les données de l'expérience, on peut re-

monter à la constitution qu'il faut supposer aux courans, dans les divers points de l’aimant, pour reproduire les faits observés. L’exposition que nous faisons ici de la théorie, ne comporte point que nous donnions les développemens algébriques et les formules qu’on en déduit. Nous allons seulement fairé voir comment on péut tirer des principes posés jusqu'ici, l’explication des différentes circonstances que présente l’action mutuelle de deux barreaux déjà aimantés, et celle qu’exerce un barreau aimanté sur un autre barreau, pour lui communiquer la vertu mâgnétique. | F4 A

72. Pour nous faire une idée nette de l’action mutuelle de deux aimans , rappelons-nous ce qui a été dit (art. 18 et 19) de celle du globe sur un aimant. Nous avons vu que les courans électriques qui ont lieu dans la terre, vont de l’est à l’ouest, perpendicülairement au méridien magnétique , comme l'indique la direction que prend la partie inférieure d’un conducteur mobile, fig. 6 et fig. 12, dans laquelle le courant va toujours de l’est à l’ouest, quand le conducteur s’est fixé dans la direction que le globe tend à lui donner. Il faut en conclure , comme nouûs l'avons fait, que, dans un aimant dirigé par le globe , les courans qui environnent son axe dans

des courbes fermées , vont aussi de l’est à l’ouest dans

la partie inférieure de l’aimant la plus voisine de la terre, qu'ils vont de l’ouest à l’est dans la partie supérieure, et enfin qu'ils sont ascendans à l’ouest de l’aimant et descendans à l’est. | ‘

Dans le globe, les courans allant de l’est à l’ouest, le pôle austral se trouve à leur droite, pour l’observateur situé dans ces courans et regardant aiguille aimantée qu'ils dirigent. D'après ce que nous avons vu , celle-ci doit se : placer de manière que lés courans de sa partie inférieure, qui est la plus voisine du globe, soient aussi dirigés de l'est à l’ouest, alors l’observateur placé dans ces courans , et regardant la terre, aura à sa droite le pôle de l'aiguille qui est tourné vers le nord. Ainsi d’après la théorie, la position où se fixe un aimant est, comme l’observation le donne , celle où les pôles de nature différente du globe et de cet aimant sont tournés vers les mêmes.côtés de l’espace. Nous entendons , comme dan:

tonton mn ans

2/0 DU MAGNÉTISME | l'art. 30, par pôles de nature différente , deux pôles dont l’un est à droite et l’autre à gauche des courans, en définissant la droite et la gauche comme nous l'avons fait dans cet article, Il est évident maintenant que les mêmes | raisonnemens s'appliquent immédiatement à la direction d’un aimant par un autre. Quand celui qui est mobile s’est fixé, les courans voisins dans les deux aimans doivent être dirigés dans le même sens. Les observateurs qui, placés dans ces courans, se regardent l’un l’autre, ayant chacun le dos tourné à l’axe de son aimant, ont tous deux le pôle austral à leur droite, et comme la droite de l’un correspond à la gauche de l’autre, les deux aimans tournent vers les mêmes points de l’espace leurs pôles de nom différent. Il n’est pas besoin de rappeler que c'est en effet ce qui a lieu.

79. Si deux aimans sont dirigés par le globe, leurs pôles de même nom seront tournés vers le même côté de l’espace. Supposons les tels que abcd , a'b'c'd!, fig. 35,

Fig. 33.

B k d He c" E a [4 g' & i [71 a" + b' Le B' AT UE c' d' Z 1 B” # hd

de même longueur et placés à côté l’un de l’autre. Les pôles de. même nom étant voisins, ils se repousseront. En effet, dans la partie voisine des ; aimans les courans vont en sens contraire. Pour le voir plus clairement imaginons ces deux aimans horizontaux , à la même hauteur, et dans la situation que leur donne l’action de la terre , le prémier étant à l’ouest , le second à l’est. Leurs courans voisins seront les courans de l’est pour l’aimant occidental, et les courans de l’ouest pour l’aimant oriental. Or, les courans de l’est d’un aimant horizontal dirigé par le globe sont descendans, ceux de l'ouest au

contraire sont ascendans ; il y aura donc. .entre les courans de ces aimans la répulsion que donne l'expérience ; en faisant tourner de deux angles droits lun des aimans autour de son milieu sans qu’il sorte du plan vertical où il était primitivement , on le changera bout pour bout ; les courans de sa partie la plus proche de l’autre aimant auront alors une direction contraire à celle qu’ils avaient d’abord, et par conséquent , les courans des deux faces voisines étant dirigés dans le même sens, il y aura attraction dans cette nouvelle situation , où l’on voit d’ailleurs que les pôles de nom contraire se trouvent du même côté.

74. Lorsque les deux aimans abcd, a'b'e'd', fig. 35, dont les pôles de même nom A et À, B et B’ sont voisins, se repoussent , cette répulsion provient de ce que les courans ascendans de la face de l’aimant A’B’ projetée en «a’b’ sont ascendans et repoussent les courans descendans de la face voisine cd de l’aimant AB. L'action réciproque des courans de ces deux faces, ou plus généralement de toutes les faces semblables des enveloppes dont on peut concevoir l’aimant composé , détermine (art. 29) la nature de l’action mutuelle des deux aimans. Mais il n’en est plus de même quand les deux aimans, sans cesser d'être parallèles, ne sont pas vis-à-vis l’un de l’autre comme dans la fig. 34.

Fig. 34.

En effet on voit que les courans de la face cd n’ont plus autant l'avantage de la proximité et de l’action. directe pour repousser ceux de la face ab’ , et s’il était permis de se borner aux actions mutuelles des quatre faces verticales projetées en ab, cd, a!b!, c'd', on verrait facile. ment qu'il y a répulsion entre ed et a/b! et entre ab et c'd”, landis qu’il y a attraction entre abet ab’, et entre ed et cd’; si l’on fait attention que la répulsion des fäces voisines cd et &'b' est plus affaiblie par l’obliquité que ne

l’ést l’attraction des faces ab , ab’ et cd, c'd!, on concevra facilement qu’il y a une cerlaine position des deux aimans où la répulsion cesse pour faire place à l’attraction , comme le montre l’expérience. 4 à 75. Pour ne rien laisser à désirer sur ce sujet 1l faudrait qu'il nous fût permis ici d’avoir recours au calcul,

, et d’y soumettre l’action mutuelle de deux des courans en courbes fermées, dont nous admettons que les aimans sont composés. Supposons, par exemple, que les deux courans parcourent des circonférences de cercles dont les plans soient verticaux , et qu’on les présente l’un à l’autre dans différentes positions, en maintenant toujours les centres des deux circonférences à la même dis-

tance, à la même hauteur, et leurs plans parallèles. Soit ad fig. 51,

Fig. 51.

la projection horizontale de la circonférence que suit un de ces courans. Soient de même a/d!, a”/d/', a/"d/", les projections de l’autre courant dans les diverses positions que nous lui donnons successivement. Il est aisé de voir que dans la situation a’d’ du second courant, où il est vis-à-vis du premier, il y a attraction entre eux. Cette attraction va en diminuant à mesure que le second courant s'éloigne de la situation a’d’, en sorte qu’elle devient nulle quand il'est, par exemple en a/d”', pour une obliquité détérminée des plans des deux Girconférences sur Ja ligne qui en joint les centres ; qu’enfin passé ce terme , il \ a une action répulsive qui va toujours en augmentant jusqu’à ce que le second courant arrive en a/”d”' dans le plan du premier.