APPAREIL D'INDUCTION

17. Généralités. — Soit un circuit C qui, parcouru par un courant à, créerait un champ magnétique uniforme : 46 — Gt, dans une certaine région autour de O (fig. 8). Supposons ce circuit fermé sur

el e 5 LA ee pe r , .

un galvanomètre et imaginons une masse aimantée de moment magnétique M, placée dans la région

à du champ uniforme ; soit l’angle (M. #). Dans

at n ce cas, l'expression de l'induction mutuelle entre Pr l’aimant et le circuit est simple ; le flux magnétique Q nl Pc , Pre \ . .

; envoyé par M à travers le circuit C est :

n ns. d : # o = MG cos soit G:M:, | =..." > d 4 | ! Se \ A , } ES M, étant la composante de M parallèle à l’axe Ox ae SLENUE AR AV OV ASE TUE dirigé comme le champ 46. Par déplacement de la

masse aimantée, on provoquera dans le circuit des variations de flux qui seront mesurées, au galva- Fig. ë. nomètre, par le passage de charges électriques induites. Des déplacements convenables permettront de mesurer les composantes M, M, M; de M suivant 3 axes rectangulaires liés au corps.

19 LES MODES DE DÉPLACEMENT. — Plusieurs déplacements peuvent être utilisés pour lime sure de la direction et de la valeur du moment.

1) Enlèvement. — L’échantillon aimanté disposé en O, M;' dirigé suivant Ox, est transporté r'apidement loin du circuit ; ce départ provoque dans C la variation de flux — GM, et, par suite, dans le galvanomètre (utilisé en balistique), le passage d’une quantité d'électricité qui mesure M, :

GM> r AA Q ° , t Den (R étant la résistance du circuit et toutes les grandeurs étant comptées en u. e. m.).

2) Retournement. — Par rotation rapide, de 1802 autour de Oy (ou de Oz) M, est renversé, le flux change de signe et la variation de flux est — 2 GM; ; la charge induite est :

% = 24, qui mesure encore My’.

3) Rotation continue. — La masse aimantée est animée d’un mouvement de rotation continu et régulier autour d’un axe perpendiculaire à la direction du champ 96 soit Oy. Le flux dans le cireuit

. . re - " . . « . + est dû à la projection de M sur le plan perpendiculaire à l’axe de rotation. Cette composante M,

est ici \/ M?,, + M2,, M; étant supposée parallèle à Oy. Siw est la pulsation du mouvement et si on * compte le temps à partir d’un passage de M, suivant l’axe Ox, le flux à travers le circuit est :

o = GMz} cos ot.

Il en résulte la force électromotrice :

de

dt

e , de pulsation w.

Il s'établit alors un régime permanent d’oscillations forcées du galvanomètre dont l'amplitude dépend de GM,’; et des pulsations » du mouvement et », du galvanomètre ; l'amplitude est maximum (résonance) pour w — *,. Donc, les périodes du mouvement et du galvanomètre (période propre) étant réglées égales, M, sera mesurée en valeurs relatives, par l’amplitude 5,, du mouvement du galvanomètre.

20 LES MÉTHODES DE MESURE. — La détermination du moment magnétique M, en grandeur et direction, pourra d’ailleurs, utilisant l’un de ces déplacements, se conduire de deux façons.

1) Méthodes de déviation. — On mesure M par l’un des deux premiers déplacements puis, de la même manière, M, et M. On peut alors calculer la direction et la grandeur du moment.

Par rotation continue, après M, on mesure de la même façon (par rotation, autour du même axe, du corps tourné de 902) les composantes M, et M;, qui permettent encore de trouver My, M; et Mz.

>) Méthodes de zéro. — L'’échantillon est amené, par tâtonnements, dans une position pour laquelle son enlèvement, son retournement ou sa rotation continue ne provoquent plus de déviation au

L2e) galvanomètre. On sait : dans les 127 et 2€ cas, que le moment M est perpendiculaire à Ox, donc qu'il est dans le plan OO: ét une 2€ opération analogue le fixant dans un nouveau plan le déterminera;

dans le 5€ cas, M est dirigé suivant l’axe de rotation.

On n'obtient, ainsi, que la direction du moment magnétique ; mais cette direction étant connue, M peut être dirigé suivant Ox et unc seule opération, par déviation, donne sa valeur.

39 QUALITÉS NÉCESSAIRES DES APPAREILS. — 1) Champ uniforme. — Le champ 46 est supposé uniforme dans tout le volume de l’échantillon étudié. Cette qualité est indispensable sinon, la nonuniformité des aimantations aidant, les erreurs deviennent vite importantes et il vaudrait mieux utiliser le magnétomètre, tout de même plus simple, malgré la nécessité de tailler les échantillons.

2) Sensibilité. — Les moments magnétiques des terres cuites ou des roches sont souvent faibles ; on verra qu'il faut, pour avoir de bonnes mesures, choisir un galvanomètre très sensible, faire G grand et R petit ce qui nécessitera un circuit C assez considérable, surtout si l’on veut un champ uniforme dans un grand volume.

3) Stabilité du zéro.

apparaissent, à priori : d’une part, le circuit C, de grande surface d’après ce qui précède, subira l'induction due aux perturbations magnétiques du champ terrestre (surtout industrielles et provenant aussi des salles voisines du laboratoire) : il y aura agitation du spot ; d’autre part, la résistance R étant petite et le galvarnomètre très sensible, les moindres forces thermo-électriques naissant dans le circuit donneront des courants provoquant d’ importants déplacements du zéro.

. Un appareil possédant ces 3 qualités est exact et d’un usage commode : la mesure est tape et se fait sur un échantillon de forme quelconque.

4° AIMANTATIONS INDUITES. — 1) Par le champ terrestre. — Le champ terrestre ajoute, à l’aimantation permanente de l’échantillon, une aimantation induite qui, constante dans l’espace, est sans effet dans les méthodes de rotation ou de retournement (")}. Dans les méthodes par enlèvement, on peut l’éliminer: ;

soit en disposant le circuit de façon que le champ terrestre se trouve perpendiculaire à 36,

soit, dé étant parallèle au champ terrestre, en faisant pour chaque composante telle que M, une 2° mesure après retournement de l’échantillon. L’une donne : My + aimantation:induite ; l’autre : — My + aimantation induite ; d’où M,

2) Mesure des susceptibilités. — nl n’est ici question que de l’aimantation permanente. J’indiquerai au $ 34 un dispositif permettant de mesurer par induction la susceptibilité des terres cuites et des roches sur des blocs de forme quelconque et dans des champs connus. On verra d’ailleurs que cet

ensemble revient à un appareil simple dont dériveraient les appareils d’induction pour la détermination des susceptibilités (appareil de Townsend, balance de Hughes), appareils dont une étude détaillée. a été faite par G. Grenet (?).

La plupart des mesures d’aimantations permanentes sur les terres cuites et les