AUTRES

J 1 . Principes généraux.

3ro. L'action des courants les uns sur les autres a été observée pour la première fois par M. Ampère, peu de temps après la découverte de l'action d'un courant sur l'aiguille aimantée; il en a déduit une théorie ma-^ thématique, à l'aide de laquelle il a établi l'identité entre les phénomènes magnétiques et les phénomènes électro-dynamiques. Nous allons faire connaître successivement tous les faits dont il a enrichi la science.

Nous devons distinguer dans l'action des courants plusieurs cas, suivant que ces courants sont dirigés parallèlement dans le même sens ou dans des sens contraires, ou bien qu'ils cheminent dans des directions obliques.

Etudions les différentes actions qui en résullebl^ ek lïous servant d'abord des appareils les plus simples , et ensuite d'appareils plus composés, qui permettent d'ob- ^fver les faits dans tous les cas. Commençons par les durants parallèles.

AB est une tablette rectangulaire en bois ( fig. 18 ), 8Uf laquelle sont fixées deux colonnes également en bois, portant chacune à leur sommet un petit plateau percé «cdeux trgus destinés à recevoir les coupes /w/z, mn^ ^tii renferment du mercure, servant à établir la com- ^Ufiicatien entre la pile et des fils soudés à ces coupe^ et

l6 PRINCIPES Gl^NERAUt.

terminés en pointes très-fines. Des fils wad w\ vhV 9\ courbés comme l'indique la figure, sont percés en ayd^b^tl^ d'ouvertures par lesquelles on peut les suspendre librement sur les pointes des fils m^rri ^n^ri . Les fils conducteurs de la batterie qui se divisent chacun^ à une de leurs extrémités, en deux pa r t ies z, :d et c, c', sont mis en communication avec les coupes. Si Ton veut deux courants dirigés dans le même sens, les fils z et £ pion* geront dans les coupes m/z, et les fils c et d dans les coupes iri ri ; si Ton veut, au contraire, des courants dirigés en sens inverse, on entre-croisera les fils z^si^c et c'j c'est-à-dire que z plongera dans/72, z' dans 72', d dans iri et c dans n. Dans le premier cas, les deux fils s'attireront; dans le second, ils se repousseront. Nous concluons de là que deux courants parallèles, dirigés dans le même sens, s'attirent l'ufi l'autre, et se repoussent, au contraire, quand ils cheminent dans des directions opposées.

3 II. M. Ampère a imaginé un autre appareil, dont le corps principal ( fig. 19) renferme les parties .suivantes : une tablette ÏT', sur laquelle sont fixées .deux colonnes -verticales en cuivre YV', réunies au moyen de deux tiges horizontales th^ tH également en cuivre, qui vienneiit s'adapter dans un petit cylindre d'ivoire hH^ qui s'oppose à la libre circulation du fluide électrique d'une colonne dans l'autre; deux petites coupes mni^ placées dans la verticale qui passe par le milieu deLL'.

Quatre autres coupes ^, J', g-, g^" placées, deux à droite, deux à gauche. , ^ .

Un petit cylindre ni i^ en métal, qui porte la coupe wV se divise ,en i' en deux branches, terminées Tune par la coupe supérieure d\ l'autre, par la coupe inférieiire'g^'. Un autre cylindre creux mi^ portant la coupe ;/?, est séparé de la première tige au moyen d'un tube de verre, et se divise également en deux branches qui ^ correspondent aux coupes d et g.

Des petites lamelles //' de cuivre, flexibles, qui com-

munlquent avec les colonnes VV, et peuvent plonger à volonté dans les coupes /n' et m.

Des bascules BB', destinées à changer la direction des courants.

Des bandes b et h\ qui établissent, la communication avec deux petites cavités od remplies de mercure.

Les accessoires de cet appareil sont des pièces de diverses formes, que le courant doit traverser.

Veut-on démontrer que les courants parallèles qui vont dans le même sens s'attirent , et qu'ils se repoussent, au contraire, quand ils cheminent dans des sens différents, on suspend en équilibre dans les coupes g^g^ le rectangle ( fig. i r ) sur lequel la terre n'a aucune action, et l'on pose le rectangle ( fig. ai ) sur la tablette TT, les extrémités z:d dans les cavités oo\ Quand la communication avec la pile est établie , le courant monte par la colonne V, se rend dans le rectangle suspendu en passant successivement par /, ni et la coupe g'; il se trouve ascendant dana les deux côtés latéraux extrêmes^ et descendant dans les deux côtés du milieu. Il revient ainsi dans la coupe g; de là il passe en m et /', redescend par la colonne V et arrive à la bascule B, entre dans la bande é, passe dans la cavité o, et prend le côté vertical du rectangle fixe; puis, après ïvoir monté et traversé les différents circuits, il revient Ains la cavité o\ d'où il passe en b\ puis en c, pour aller dans la bascule B'', où il rejoint l'autre extrémité de la pile.

Or, la branche verticale Z du rectangle fixe et les branches latérales du rectangle mobile, qui sont traversées par des 'courants parallèles et ascendants, s'attirent plus ou moins fortement, quelle que soit la position primitive du rectangle mobile.

Pour démontrer Taction des courants parallèles qui cheminent en sens inverse, il suffît de tourner les bascules, sans rien changer à l'appareil. Si l'on veut rendre le courant descendant dans le rectangle mobile et ascendant dans la branche Z, on maintient la bascule B'

ao p&nrcins g^éhaux.

rempli de mercnre. On pose sor le mercure le conducteur npqr^ formé d'un fil de cuivre recouvert de soie, de manière que les deux branches np et rq soient parallèles à la cloison; puis, dans deux capsules E et F, situées dans le prolongement de ces mêmes branches et eii communication avec le mercure des compartiments, on plonge les deux fils extrêmes d'une pile. Ce courant passe du mercure dans Tare npqr. Au même instant, le conducteur s éloigne parallèlement à lui-même jusqu'à rextrémité du vase. Ce mouvement indique l'action répulsive qu'exercent les unes sur les autres les diverses parties d'un même courant.

3i4* L'action exercée par un conducteur rectiligne est la même que celle d'un conducteur sinueux , terminés l'un et l'autre aux mêmes points et coïncidant dans leurs directions générales. On démontre cette proposition avec un conducteur (fig. 24)9 formé de deux fils de cuivre garnis de soie, servant, Fun à conduire le courant, l'autre à le ramener; avec cette différence néanmoins que l'un est droit, et l'autre plié autour. Ce conducteur est placé d'une manière fixe sur la tablette TT' ( figure 19); les extrémités zz plongent dans les cavités 00'; puis l'on suspend en équilibre, dans les capsules g^g\ le circuit asiatique (fig. 11); on trouve que le premier n'exerce aucune action sur celui-ci, dans quelque position que ce soit.

Cet effet n'a lieu qu'autant que l'intensité de l'action du conducteur sinueux est égale à l'intensité de l'action du conducteur rectiligne, puisque ces deux forces se font équilibre, qu'elles sont de signe contraire et que les deux conducteurs sont parcourus en sens contraire par le courant. M. Ampère a encore observé ce fait (i), en suspendant un conducteur asiatique mobile entre deux conducteurs parallèles, l'un rectiligne, l'autre sinueux, et placés à l'égard du premier dans le cas de la répulsion.

(i) Collection de ses Mémoires , p. ai6.

CHAPITBE V. ar

li-ci, après quelques oscillations, se place au milieu de l'intervalle compris enire les deux conducteurs fixes. 11 résulte évidemment de là, que l'on peut remplacer une portion très-pelile de courant mn ( Ëg. aS ) par deux courants partiels mx, iiy, ou par un nombre quelconque de petits courants mx, xy,yz, zn, ayant la même intensité. Ce procédé, qui a de l'analogie avec la composition des forces eu statique, est d'une grande utilité dans les applications du calcul aux phénomèues électro-dynamiques.

3i5. Un courant terminé, qui s'approche perpendiculairement d'un courant iudéBiii rectiligne, est transporté parallèlement à sa direction. Soit au (fig. a6) le courant indéfini, et Oc le courant terminé. L'action du premier sur celui-ci, dans l'angle Hcù, est attractive, et peut être représentée en grandeur et en direction par do, et celle dans l'angle acD, qui est répulsive mais égale à l'autre, par r}x. Aux deux forces dx et do on peut substituer une résultante di, parallèle au courant indéfini , qui sera dirigée en sens contraire, et dont l'action tendra à transporter De parallèlement à luimême. Si le courant terminé s'éloigne au contraire du courant indéfini, il tendra à marcher dans le même sens ^ue lai. L'action des deux courants étant réciproque , t » le conducteur ah est mobile dans le sens de sa diction, il reculera de a vers b dans le premier cas, et ■portera, au contraire, de b vers a dans le second. il est difficile de vérifier ces faits en employant un raot rectiligne; mais ou y parvient avec un courant Culaire, comme l'a fait M, Savary. On prend un Iducteur mobile ABCDEFCH (fig. 27), formé il'un auneau ABCDA' eu cuivre, interrompu en AA' P*r une petite lame d'ivoire, et d'une partie verticale I^FGH, égalpment en cuivre, à l'exception de la bran- ^T^HG, qui est formée d'une matière isolante. Ce fedutteurest placé en équilibre sur la tige verticale de Pppareil figure Sa, de manière que l'anneau plonge dans ' u acidulée. Si l'on établit la commuaicatiou avec la

TnÉORIÏ DE M. ABfPÈRE.

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lametlait ft petits courants

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!ectn(jues,tel3 que ceux que jy ûob- B cois ; niais alors , commetit pourrait-on ne pas admettie (t que l'autre est composé de même , et adopter) pap coo- «séquent, loule ma manière de voir?»

356. M. Ampère, après avoir découvert par lexpérieiice l'action qu'exerce la terre sur les fils tonducfeurs, a montré, au moyen de la formule qui exprime l'actiou mutuelle de deux éléments de courants, que la première est identique dans toutes les circonstances qu'elle présente, à celle qu'exercerait sur ces mêmes fds un faisf> ceau de courants électriques, diriges de l'est à l'ouest; il a appliqué ensuite sa savante analyse aux actious qu'un circuit fermé, quelles que soient sa forme, sa grao» deur et sa position, exerce, soit sur un soléiioïde, soil sur un antre circuit d'une forme , d'une grandeut' et d'une position quelconques. Leprincipal résultat de ce» reclierclies , consiste dans l'analogie qui existe eulre les forées produites par ce ciicuil, soit qu'il agisse sur uo autre circuit fermé, ou sur un solénoïde, et les forces qu'exerceraient des points dont l'actipn serait précisément celle qu'on attribue aux moiéciiles de ce qu'on appelle fluide boréal et fluide austral : ces points étant distribués sur des surfaces tenuinccs par des circuits, et les extrémités du solénoïde étant remplacées par deux molécules magnétiques d'espèces opposées, M. Ampère en a déduit le théorème suivant : I/action mutuelle de deux circuits solides et fermés, ou celle d'un circuit solide et fermé , et d'un aimant, ne peut jamais produire de mouveuu*Dt continu avec une vitesse qui s'accélère indéfiniment jusqu'à ce que les résistances et les frottements des appareils rendent cette vitesse constante. Il a démontré aussi l'impossibililé de produire un mouvement indé£ninient accéléré par l'action mutuelle d'un circuit électrique, solide et fermé, et d'un aimant. Celte démonstrar tion n'est pas seulement une suite nécessaire de sa théorie, mais elle résulte aussi, dans l'hypothèse, des couples primitifs de la valeur donnée par M. Bî

€HÀPI!nS HL 63

la force perpeadiculaire au plaa qui passe par rélémeat ducouraut et la molécule magnétique.

Quant au mouvement de rotation qui a été découvert par M« Faraday, M. Ampère le regarde comme une coosé* quence nécessaire des lois qu'il a établies sur Faction mu* tuelle des conducteurs voltaiques^ et de la manière dont il a considéré les aimants comme des assemblages de courants électriques. Il a démontré par là que la direction de l'action exercée par le pôle d'un aimant sur un élément du fil cx>uducteur, passe en effet par le milieu de rélément, conformément à l'explication qu il a donnée de <%tte action^ et non par te pôle de Taimant ; dès lors l'en* semble des phénomènes électro-dynamiques ne peut plus être expliqué par la substitution de Faction des molécules magnétiques australe et boréale, répandues de la manière qu'il Fa expliqué, sur deux surfaces très- voisines, et terminées par les fils conducteurs du circuit vohaïque, à la place de Faction exprimée par la formule qu'exercent les courants de ces fils. Cette substitution ne paraît avoir lieu que lorsqu'il s'agit de Faction des circuits solidi^ et fermés, et sa principale utilité est de démontrer Fimpossibilité d'un mouvement indéfiniment accéléré , soit par Faction mutuelle de deux conducteurs solides et fermés, soit par celle d'un conducteur de ce genre et d'un aimant, lorsque l'aimant est mobile.

357. M. Ampère avance avec raison que si l'on veut se fiiire une idée juste par l'expérience des causes des divers mouvements des aimants, il faut substituer à ces derniers des conducteurs plies en cercle, parce que cette substitution donne le moyen d'en faire varier les circonstances de différentes manières, qq'il serait le plus souvent impossible d'obtenir avec des aimants, et qui peuvent seules éclaircir les difficultés que présentent des phénomènes souvent si compliques.

Il combat l'explication qui a d'abord été donnée de l'attraction mutuelle de deux fils conducteurs, laquelle consiste, comme on sait, à supposer que deux fils conducteurs agissent l'un sur l'autre, comme ils le feraient

il n'y àùrail: pas Se rtoqvcrpenf cTe rotation, parce que les brainch'es ap^pb^ tendraient toujours à tourner en séi)S inverse, quel que fût Tangle formé par les deux dîi^ectïoAs.

Quanta la direction imprimée par l'influence terrestre, effe est alisôlument la môme que celle que nous avoits obtenue ilans les aimants, si l'on considère la terre elle- Aiêmé comme un aimant, dont les pôles pour chaque lieu se trouvent èûr la Tigne d'inclinaison. Ainsi ce que nous avons dit sur Faction des aimants s'applique à celle de fa terre.

§ V. De la rotation du mercure,

?Î35. Nous avons déjà fait connaître une expérience curieuse de M. Savary, qui montre les effets produits dans là réaction de courants qui rayonnent dans toutes sortes de directions, sur des conducteurs mobiles. Le prin^ ÉÎpe qui en découle sert à expliquer une foule de phénomènes de mouvement que l'on observe dans les réactions élèclro-chîinîques, lorsqu'un des conducteurs est liquide. Dans Fimpossibilité où nous sommes pour l'instant d'exposer convenablement tous ces phénomènes, faute de documents nécessaires, nous parlerons seulement des effets obtenus soit avec des spirales sinistrorsum et dextrorsum (6g. 54, 55), soit avec le mercure, soit avec Teàu acidulée.

Quand ces spirales, qui sont formées d'an fil de cuivre dont les spires sont maintenues dans un mêjne plan par trois règles de bois ou de baleine, sont suspendues en équilibre dans la capsule s de l'appareil (fig. 3^), et que leurs circonvolutions plongent dans l'eau acidulée, alors effes se mettent h tourner toujours dans le même sens, quelle que soit la direction du courant. Cet effet rentre dans celui que nous avons obtenu avec l'appareil (fig. 27 ) dont nous avons donné l'explication.

336. Quant à la rotation du mercure, voici comment Davy Ta observée : ^yant placé dans un bain de mercurç, perpeadiculairethënt h sa sti^fà*ee , deut fils dé ïnétàl en

« long de la ligne droite ou courbe qu^entourent tous ce les petits circuits du solénoïde, en donnant à chacun «de ces points, aux axes des éléments, la direction « même de cette ligne; i^ que l'action d'un circuit volce taîque solide et fermé, calculée de même d'après ma a formule, est précisément celle qu'exerceraient des élé- (cments magnétiques de même intensité, distribués unice formeraient sur une surface quelconque, terminée par «ce circuit, lorsque les axes des éléments magnétiques « sont partout normaux à cette surface. Le même théoce rême conduit encore à cette conséquence, que si l'on « conçoit une surface renfermant de tous côtés un trèsce petit espace; qu'on suppose d'une part des molécules « de fluide austral et de fluide boréal, en quantités égaccles, distribuées sur cette petite surface, comme elles ce doivent l'être pour qu'elles constituent l'élément magnécf tique, tel que l'a considéré M. Poisson, et d'autre part, cf la même surface recouverte de courants électriques , « formant sur cette surface de petits circuits fermés dans «des plans parallèles et équidistants, et qu'on calcule «Faction de ces courants d'après ma formule, les forces « exercées dans les deux cas , soit sur un élément de «fil conducteur, soit sur une molécule magnétique, sont «précisément les mêmes, indépendantes de la forme «de la petite surface, et proportionnelles au volume «qu'elles renferment, les axes des éléments magnétiques « étant représentés par la droite perpendiculaire au plan «des circuits.

359. En résumé, voici l'opinion de M. Ampère sur les phénomènes électriques en général : dans l'état actuel de la science, on peut expliquer les phénomènes électrodynamiques , sans avoir recours à la réaction de l'éther, mis en mouvement par les courants électriques, bien que rien n'autorise à rejeter son intervention.

Les molécules des deux fluides électriques, telles que ^ous les considérons, produisent, par leurs attractions ^t répulsions réciproquement proportionnelles au carré III. 5