CHAPITRE Vlk I

moindre inégalité de la surface, et le frottement qu'ils occasionnent est peu considérable. Les hélices qui entourent les barres mobiles sont réunies de manière à former un fil continu, dont les bouts l, m^ sont soudés respectivement au système des disques a , b et Cy d. Les autres hélices, pliées autour des barres fixes, sont aussi reunies, et les bouts /i et o plongent, l'un dans un vase de n^ercure /? attaché à l'appareil voltaîque, et l'autre dans un vase k du commutateur. Ainsi toutes les seize hélices ne forment qu'un seul fil conjonctif par l'intermédiaire du commutateur.

L'appareil voltaïque employé pour produire la force motrice consiste en quatre auges de cuivre, dans lesquelles plongent des plaques de zinc; cet appareil est mis en action avec de l'eau acidulée par l'acide sulfurique. Des flècjhes (fîg. 17) indiquent la direction du courant; cette direction est renversée chaque fois que les pôles se rencontrent, pourvu que le commutateur soit disposé de sorte que les arêtes du levier quittent une des divisions pour passer à l'autre. Ce renversement s'opère instantanément , comme on voit , et est tout à fait indépendant de la vitesse de rotation.

Le même système , pour renverser les pôles, s'applique à un nombre quelconque de barreaux^ pourvu que les sections des disques soient égales en nombre et puissent coïncider parfaitement.

M. Jacobi a fait une expérience dans le but d'établir le rapport qui existe entre la surface d'un couple et le poids que peut supporter une barre de fer doux soumise à l'action magnétisante du courant. 11 est parti pour cela de la supposition, qui n'est exacte cependant que dans les appareils à courant constant, que les effets chimiques qui ont lieu dans la pile, et qui représentent la dépense de l'appareil , sont en raison directe de la surface active. Il a pris à cet effet une barre de fer doux, de î pouce V de diamètre sur 28 pouces de long, pesant i4 livres -7, recourbée en fera cheval, de manière que les centres des branches se trouvaient à une distance

J04 DJÎSCRIPTION DE l'aPPAREIL DE M, JACOBI.

de 7 pouces, La barre, recouverte d'une étoffe de soie, fut enveloppée d'une hélice de fil de cuivre d'une ligne j de diamètre et de 35 pieds de longueur.

Pour mesurer la puissance magnétrque, ce physicien a fait usage d'une balance romaine et d'un poids supporté

f)ar des rouleaux, afin de pouvoir glisser facilement jsur e bras du levier.

La surface de l'armature de fer doux avait une forme un peu convexe, afin que les extrémités des jambes, formant une surface plate et unie, ne fussent touchées que suivant une arête, dont la position formait un angle droit avec la direction du levier. L'armature était en contact avec les extrémités des jambes quand le levier était placé horizontalement. On avait tracé sur ce der^nier une échelle, dont les divisions indiquaient la huitième partie du poids glissant, auquel était fixe un index.

I^s piles dont M. Jacobi s'est servi consistaient en auges de cuivre d'une grandeur suffisante pour y plonger des plaques de zinc de 4>, >6, 36, 64 > loo, i44 pouces carrés. Ces appareils étaient chargés avec de l'eau renfermant en poids 7^ d'acide sulfurique.

Il a fait construire ensuite un double commutateur de huit disques, divises en soixante-douze sections; dans cet appareil il y avait encore quatre leviers semblables aux premiers, qui reposaient sur les cylindres et réunissaient les disques deux à deux. Les autres extrémités de ces leviers plongeaient également dans des vases de mercure, devant -recevoir les bouts des fils conjonctifs, destinés h être parcourus par des courants voltaïques où magnéto-électriques, tantôt dans un sens, tantôt dans un autre. Cet instrument, mis en mouvement au moyen d'une manivelle, qu'on pouvait tourner deux fois par seconde, pouvait effectuer, dans le même temps, cent quarante -quatre doubles renversements. M. Jacobi infère de là qu'il sera facile de changer ou d'interrompre le courant électrique mille fois dans une seconde, et même davantage.

Les expériences ont été faites avec chaque couple sans

CTfAPITRi: PREMIER. 12 J

foudrd dans les phénomènes volcaniques. Pline le jeune en fait mention dans ses deux lettres à Tacite, où il raconte Téruption du Vésuve, arrivée en 79 de notre ère, dans laquelle son oncle, Pline le naturaliste, perdit la vie. Le P. délia Torre en cite aussi un grand nombre d'exemples dans ses ouvrages. En parlant de 1 éruption du Vésuve de 1 Si 2, il dit «que la fumée excessivement a dense dura depuis le la jusqu'au 22 août, et que la a foudre se montra souvent au milieu de cette fumée. » Bracîni, qui a été témoin oculaire de l'éruption de i63i, rapporte «que la colonne de fumée qui s'éleva du «cratère s'étendit dans ratmosphèro jusqu'à la distance «de 4o lieues, et que, pendant le trajet de ce nuage tt d'uneespèce particulière, il en sortit souvent des foudres «qui tuèrent plusieurs personnes et plusieurs animaux.)» Il est inulile, je crois, de rapporter d'autres citations. Je résumerai tous les effets du même genre qui ont été observés pour prouver l'existenae des phénomènes de la foudre dans les éruptions volcaniques, et dont j'ai Aéjh parlé dans le premier volume, en traitant des phcuomènes volcaniques : aUn bruit souterrain, semblable «à celui du canon, ou un fracas de voitures roulant sur «le pavé, des tremblements de terre, et assez fréquem- «ment des changemcnls dans l'état do l'atmospbère, «sont les signes avant-coureurs d'une éruption volcani- «que. Elle commence ordinairement par une colonne de «fumée épaisse., qui s'élève à une hauteur prodigieuse, «^'t finit, quand elle n'a plus de vitesse de projection, « par se refouler sur elle-même, de manière à former une •série de sphères, de vapeurs aqueuses, qui, seconden- «santpar le froid des régions supérieures, retombent ' « en pluies abondantes , accompagnées de tonnerres ef- « froyables. Du milieu de cette colonne s'élance une gerbe *de feu visible à sa partie supérieure. Cet ensemble de «fumée et de flamme, sillonné dans tous les sens par la « foudre, forme le tableau le plus imposant que la nature • puisse nous offrir. »

ï6oo. Parlons maintenant de la hauteur des nuages ^^^ageux.

]06 DESCRIPTION DE l'aPPAREIL DE M. JAGOBI.

iSqS. Le décroissement rapide des effets voltaïques dans les piles ordinaires oppose un grand obstacle à l'application de rélectro-magnétisme aux marchiues. Le mouvement de l'appareil magnétique est toujours fort rapide au commencement; mais sa vitesse décroît promptementy et cesse entièrement après un laps de temps qui ne dépasse pas une heure. Mais il n'en est pas de même, en employant des plaques de zinc amalgame, et M. Jacobi a réussi à faire fonctionner l'appareil pendant 20, 22 et 24 heures sans rien changer à la pile. Lé dégagement de gaz était très-considérable et avait lieu à la surface négative. Lii vitesse a d'abord été de 1 20 à 122 révolutions par minute, puis décroissait; une demiheure après elle n'était plus que de 62 tours, effet qui a été attribué au commutateur, qu'on avait remplacé par un autre. Pendant le reste du temps , l'appareil faisait de 58 à 62 révolutions par minute.

En employant une pile de quatre éléments de deux pieds carrés, la vitesse n'a jamais surpassé de .120 à i3o révolutions par minute.

M. Jacobi, en étudiant l'emploi des piles thermoélectriques, pour le mouvement des machines, a craint les courants magnéto-électriques développés par le magnétisme en mouvement; inconvénient qui n'aurait pas lieu dans la pile hydro-,électrique , attendu que la réaction qui en provient se trouverait presque entièrement détruite, les conducteurs liquides offrant trop de résistance au passage de ces courants. En faisant de nouvelles expériences à ce sujet, il a reconnu dans le fil conjonctif la double qualité de conduire le courant voltaïque et de représenter en même temps un fil ordinaire soumis à l'influence d'un aimant en. mouvement. L'hélice produisant un aimant par le courant voltaïque , est en même temps une hélice magnéto-électrique, dans laquelle on plonge un aimant. Il regarde ces propriétés comme devant servir à résoudre le problème de la vitesse uniforme de la machine magnétique; car cette machine, mise en mouvement par le pouvoir magnétisant d'un

GHAPITRK PREMIER. 1^3

Dft&s leê^Pyréuées , MM. Peytier et Hossard ont trouvé 'que les orages 6*engetidraient dans une couche de nuages dont la surface la plus voisine de ia terre se trouvait à 3,CK>o mètres de hauteiir verticale au-dessus du. ni veau de ia mer.

Les faits manquent pour résoudre la question : les limites que nous venons de reconnaître dans les montagnes sont^elles les mêmes pour les pays peu élevés au-dessus de la mer ? C'est ce qu'on ignore.

iGoi.Ou détermine la hauteur des nuages, au* moyen du temps qui s'écoule entre l'apparition de Téclair et Vinstant où le bruit du tonnerr<e se fait entendre à l'observateur.. La vitesse du son étant connue, il sufRt de multiplier le nombre de mètres qu'il parcourt pendant une seconde , par le nombre de secondes écoulées.

Voici quelques hauteurs de nuages déterminées parce procédé: dans les Mémoires de Delisle, membre de l'Académie des sciences, on trouve que, le 6 juin 1 7 1 2, la hauteur verticale des nuages orageux était de 8,080 mètres. Dan» d'autres circonstances, le même observateur l'a trouveede 2,400 mètres, de 1 ,4o^i et même de 1 ,000. Mais je doig dire que dans ces observations on n'a pas tenu compte de la hauteur angulaire des éclairs, de sorte

Iue les observations précédentes ne peuvent donner que e simples limites.

Dans les régions équiuoxiales, à l'Ile de France, à Manille et à Pondichéry, où Legentil a séjourné, la couche inférieure des nuages n'est pas à plus de 900 mètres au-dessus du sol. Cependant cette règle n'est pas générale, attendu que, le a8 octobre 1769, à Pondichéry , les nuages orageux se trouvaient à plus de 3,3oo mètres.

ATobolsk, la hauteur verticale des nuages orageux ^ariede2i4 à 800 mètres.

§ IL Des différentes espèces dH éclairs.

i6oa. Les éclairs qui sillonnent une nuée orageuse,

108 APPL. A LA NAVIG. DK l'aPP. KLECTRO-MAGJf., ETC.

pourront servir de guide aux personnes qui voudront se livrer à des recherches pour résoudre ce grand problème.

Avant de terminer ce que j'ai à dire sur Fappareil électro- magnétique à mouvement rotatoîre et continu, je dois ajouter que M. Jacobi, ayant interposé un galvanomètre ou un voUaîmètre dans le circuit, il a reconnu que pendant que la machine fonctionnait, Faction électrolytique de la batterie était beaucoup moindre, et quelquefois même clic était réduite à moitié de celle qui avait lieu quand la machine était arrêtée ; le courant continuant toujours à passer dans les hélices qui entourent les barreaux de for. On voit donc que si, d'une part , les courants électro-magnétiques diminuent la force de la machine, d'un autre coté, la dissolution électrolytique du zinc, qui fournit la plus grande partie du courant développé, est en même temps considérablement diminuée. On n'a pas encore déterminé les rapports mutuels qui existent entre l'intensité du courant avant et après l'action de la machine.

§ II. Application à la naiùgation de F appareil électro^ magnétique à mouK'ement wtatoire continu.

1 594. M. Jacobi ne s'est pas borné h étudier les effets d'une machine rotative électro-magnétique a mouvement continu , il a voulu encore en faire l'application à la navigation. Voici les renseignements que nous trouvons, à cet égard^ dans une lettre qu'il a adressée à M. Faraday, de Saint-Pétersbourg, sous la date du ui juin dernier (i) :

Les premières tentatives pour adapter les forces électro - magnétiques à la navigation ont été faites sur la Neva, pendant l'automne de 1 838 , avec une chaloupe de dix rames munies de roues ci palettes, mises en mou-

(ij Philos, magazine, sept 18^9.

CHAPlTKJi VJl. JO9

veillent par uue machine électro-magnétique : cette chaloupe était montée par dix ou douze personnes. Mais M. Jacobi ne fuj; pas satisfait du résultat en raison de plu- ' sieilrs vices de constructio4i , du manque d'isolement dans les diverses parties métalliques, et de dérangements dans la machine, lesquels ne pouvaient être réparés immédiatement. Cependant il reconnut que, pour obtenir la force d*ua cheval, il fallait employer une batterie de '20 pieds carrés de platine, et qu'il était probable qu'on arriverait au même but avec 8 ou 10 pieds carrés.

Toutes les réparations et changements jugés nécessaires dans les diverses parties de l'appareil ayant été^exécutés, le 2 septembre dernier, les expériences recommencèrent sur la Neva. La chaloupe, montée par douze personnes, mue par une force de -f de x^heval, remonta la Neva, pendant plusieurs heures, avec un vent contraire très-violent. Voici les détails de cette expérience remarquable, que je trouve consignés dans \a France liftéraîre(^iy. L'appareil qui servait à monter la chaloupe n'avait que 4 pieds dehautçur, i pied-^ de longueur, et un peu moins d'un pied de largeur.

Le mécanisme, dont le type est probablement le même que celui dont j'ai donné piécédemment la description , paraissait compose de deux colonnes entre lesquelles se prolongeait , à travers toute la chaloupe , un axe de fer chargé de transmettre le mouvement. A l'une des extrémités se trouvaient les roues, comme dans les bateaux à vapeur. Les deux colonnes renfermaient les aimants électro-magnétiques et tous leurs accessoires. La batterie voltaïque en relation avec les aimants était établie du côté opposé de la chaloupe; elle était composée de soixante-quatre couples zinc et platine, offrant une surface de 16 pieds carrés, chargés avec une solution aqueuse d'acide suliurique. Lea lames de platine étaient séparées des lames de zinc au moyen de plaques d'argile poreuse. Cette pile avait

(0 î^** de septembre- octobre 1839.

I lO AIMAJVTS iLECTAIQlSES EIC FILS DE FER.

été chargée à midi , et n'a pas cessé de fonctionner avec une égale énergie jusqu à dix heures du soir.

On aura une idée de la force de cette pjle quand on saura qu'un fil de platioe de la longueur de 6 pieds et de la grosseur d'une corde de piano, introduit dans le circuit, a été rougi immédiatement; un autre fit, plus gros, d'une moindre longueur probablement, a été fondu. L'iridium a également été mis en fusion.

Les résultats importants obtenus par M. Jacobi doivent encourager les praticiens à continuer des recherches qui pourront fournir un jour à l'industrie des moyens puissants d'action. La substitution des barres en fils de fer aux barreaux de fer ordinaire augmentera infailliblement l'énergie des aimants, et par suite l'intensité du courant, comme on va le voir ci-après.

§ HT. Aimants électriques en fils de fer.

i5g5. L'application de l'électro-magnétisme aux machines exige l'emploi d'aimants électro-magnétiques, trèspuissants; dès lors on doit rechercher les moyens d'augmenter leur énergie presque indéfiniment. M. Page (i) y est parvenu en construisant des barreaux en fils de fer ou en lames de fer doux , mais préférablement avec des fils. Ces barreaux ont été construits avec des fils de fer doux de diverses longueurs et de différents diamètres^, réunis en faisceau : treize avec du fil n** 26, deux avec du n** 16, et un avec le n® 8. Quand les fers à cbeva-1 ont une longueur de 10 pouces et un diamètre de i pouce , les fils fins sont préférables. Pour les aimants plus longs, il faut prendre les fils les plus gros.

Un de ces aimants, du poids de 8 onces, avec 4 hélices de fil fin qui en recouvraient 4 autres d'un fil plus gros et parcourus par un courant de faible intensité, a donné * un choc insupportable. Les deux aimants les plus forts

(i) Journal de Sillimen.

CHAPll'RE VJr. ÏÏI

étaient formés, Tun de loo fils de 6 pouces de long, et Fautre de 5oo fils de lo pouceç. Avec ce dernier on obtenait de très-belles déflagrations , et les chocs les plus forts. Son pouvoir décomposant était également considérable , eu égard aux moyens employés. Un autre aimant, construit avec i,ooo fils d'un pied de long, avait une force inférieure à celui de 5oo fils. Ce barreau ayant été coupé en deux, chaque moitié indiquait un pouvoir aussi grand que Taimant total. Un des avantages que l'on obtient en prenant des fils, est de préparer avec facilité des aimants courbés en U.

Pour construire ces aimants , on entoure un faisceau de fil droit de fer, avec autant de spires que l'on veut d'un fil de cuivre , et on le recourbe ensuite. Le meilleur des aimants dont on vient de parler a été recouvert avec aoo pieds de fil fin entourant quatre' spirales de gros fil. Tous les aimants construits d'après ces principes ont été essayés avant et après leur courbure , et on n'a point observé de changements dans leurs propriétés. En combioant les courants secondaires produits dans le grand et le petit fil, la commotion était telle qu'il était difficile de laisser le bout des doigts sur les fils. Une seule paire ' tbenno- électrique, chauffée et refroidie, en la mettant en relation avec le fil fort, donnait une étincelle brillante et un choc que l'on ressentait jusque dans le poignet. L'emploi de 3 paires thermo- électriques augmentait sensiblement les résultats.

M. Page pense, et je partage son opinion à cet égard, que la grande puissance des aimants dont on vient de . parler j c'est-à-dire, des aimants construits avec des plaques ou des fils fins , peut être attribuée à plusieurs causes: i® à l'homogénéité du fer, qui favorise nécessairement le développement du magnétisme, et par suite sa destruction quand on enlève la cause excitante; i^ à la somme des actions d'aimants fortement chargés, et d'autres causes que je n'énumère pas.

M. Page ajoute que cette puissance énergique doit être attribuée à l'influence mutuelle neutralisante des ai-

I J2 AIMAJNTS ELKCiiUQL^S EU FILS DE FKR.

inaiits individuels dans un semblable arrangement polaire. Il cite h cet égard les expériences suivantes : un bout de fil de fer bien fin, de 3 ou 4 pouces de long, qu'on touche avec un aimant ordinaire, devient magnétique; mais si on le prend alors avec précaution, on trouve qu'il conserve le pouvoir de soutenir plus que son poids de fer. Mais si, le tenant par un bout, on le presse de l'autre, entre le pouce et le doigt, son magnétisme se perd à l'instant. La perle du magnétisme est si rapide, que M. Page a essayé l'influence d'un aimant, dans les mêmes circonstances, sur le développement de l'électricité. Il a suspendu , h cet effet, un long morceau de fil de fer, ayant encore un pouvoir magnétique considérable, de manière à ce qu'il pût osciller librement dans une spirale de fil de cuivre. Un petit coup frappé sur le fil de fer suspendu déterminait un fort courant à travers la spirale qui était en communication avec un multiplicateur. '

En prenant un certain nombre de bouts do fil de fer bien fin, et aimantés séparément à un point tel que chacun d'eux puisse soutenir un autre fil de même poids , si on les combine ensuite en faisceau, au lieu du pouvoir de suspension des éléments réunis , on arrive à peine au pouvoir d'un de ces éléments. Cet effet est dû évidemment à t'influence neutralisante des pôles semblables, qui détermine principalement, suivant M, Page, la supériorité de l'aimant électro-magnétique composé. J'avoue que je ne me rends pas bien compte de cette conclusion.