CHAPITRE II

ActklB ilei courants \ts uns sur les autrui.

L'action des courants lus uns sur les autres a ôlé observée pour la première fuis par Ampère , |ii;u de temps après la découverte de

théorie mathématique à l'aide du laquelle 11 a établi l'identité entre les phénomènes maLULétupies et h-s phénomènes eledrO-dvnami-

Iriterriiptriirsclcoiiiimttutcvrs. Dans tîntes les expériences d'élec-

(r.^t-.i.muiqiK il il . I. -*lr pu lu on i |., rif.l 'i r..m[.f.

les courants électriques et lie changer leur sens; on se sert alors

d'interrupteurs et de commutateurs. On en a proposé de bien dos formes. Nous indiquerons d'abord celle donnée par Ampère, et qui est assez commode; elle est représente dans In ligure IH.'i ; les courants sont établis en faisant plonger dans du mercure des liges métalliques. On pratique dans une table TT deux rainures ti', de quelques millimètres de pvi>ruiideiir, et quatre cavités semblables vv',11' . communiquant (liiigiualement par 'les lames de enivre mm' , qui sont séparées au point de croisement par une substance isolante. t:es cavités et les deux rainures, après avoir été mastiquées, pour que le bois humide ne puisse pas donner issue à une partie du courant, sont remplies de mercure. Maintenant, si l'on plonge le (il positif de la pile dans la rainure r, et le til négatif dans ta rainure r'. le

ET ELECTRO-MAC S El ISHE.

courant n'aura pas lien huit qu'on n'établira pas une corn munira lion métallique entre chacune des deux rainures et l'une des cavités.

Soient SS', deux lames de platine destinées il transmettre le courant dans l'appareil électro-dynamique; la lame S peut devenir positive ou négative suivant que la cavité r communique avec t et r' avec f ', ou bien quand r communique avec i> et r' avec v'. fjans le premier cas, le courant suit la direction rl , SS', (V; dans le second, il va de R en V, puis traverse la Lime et ensuite va de b' en ht et de v' en II'. Or rien n'est plus simple que d'établir nu d'interrompre tiuites ces eominunicLtlioiis lui moyen d'une bleuie BIS' en bois représentée dans la figure eu perspective et qui peut tourner autour d'un axe ou' Rajustant dans des trous oo. On adapte sur cette bascule quatre arcs conducteurs en métal b, b', d, d'; en l'élevant ou l'abaissant convenablement, on change les communications. Quand les arcs b et b' sont abaissés, r et v communiquent par l'intermédiaire de rbc et r' avec v' an moyen de r'b'c'. Quand les ares rfeti/' sont au contraire abnissés, la communication est établie entre r et ( et ;■' et (' par l'intermédiaire des ares.

tricesen cuivre. Les pôles de l;i \\\\c criinniuniquciit aux boutons VV qui touchent aux montants métalliques entre lesquels le cylindre se meut. Les fils qui doivent recevoir le courant sont attachés aux boutons U,U'en relation avec deux tiges qui frottent contre la surface du cylindre. Les parties métalliques qui sont à la surface du cylindre étant en relation, l'une avec un des montants, l'autre avec l'autre montant, on comprend aisément qu'à l'aide du boulon S on pourra interrompre le circuit de la pile on bien faire passer l'électricité dans un sens ou dans l'autre dans le fil Gfi'.

Cmranls paralléits. On distingue plusieurs cas dans l'action des courants, suivant que ces courants sont dirigés parallèlement dans le même sens ou dans des sens contraires, ou bien qu'ils cheminent d;uis des directions obliques.

Pour étudier les actions exercées cnlrc les courants parallèles, on peut employer Hippaicil représenté fig. 1811.

Le second commuta leur, qui est représenté tig. IS.'ihis, est en usage dans un grand nombre d'appareils construits- par M. Hhumkorf, el est d'un emploi facile. 11 se compose d'un cylindre MK en ivoire dont la surface est composée de deux parties isolantes et de deux parties fondue-

ni ÉLÏCTR3 MSiUtgni

AH est une tablette en bois sur laquelle sont tisiVs deux montants en cuivre CH. C D', reliés à leur pariie supérieure par une traverse en Imis DD'. Deux tiges de cuivre .sont soudées il ces montants et se termineiil par deux coupes eu acier a, b, placées verticalement au-dessus l'une de l'autre sans se toucher. Un til de cuivre ployé eu rectangle edef, et imiiiiU-iHi tel avec du mastic en P. est sus)wiidu ai: milieu des montants il l'aide île deux pointes en .n ier qui reposent sur de pelilcs plaques d'agate !i\ccs au fond des coupes en ncier;ce rectangle pouf donc, tourner libremenl autour d'un aie vertical passant par «4P, et ses côtés ni, rf, peuvent s'approcher ou s'éloigner des montants Cl), CD'. On met en nulro dans les pctilis coupes n.O, du mercure, aliu d'établir la conuiuinicaiion métallique entre, les colonnes de cuivre et le rectangle. Si on attache en V et V les deux pùles d'une pile vollaique, on reconnaît que le rectangle sus|!i'iiiiu tourne de manière ipie les côtés ni et c/sont repousses par les montants en cuivre, et que le plan ciirf devient perpendiculaire au plan CD, CD'. Or, si l'on suit la marcha de l'électricité dans circuit, marclie indiquée par les il l ■. -1 n^s dans la ligure.

on voit que dans les lils cd, ef, le courant est en sens inverse de sa direction dans les montants CD, CM'. Ainsi, des lils parallèles parcourus par des courants électriques et dirigés eu sens inverse se repoussent.

Pour observer l'action exercée par des courants dirigés dans le mémo sens, on substitue au rectangle c(/c/ le rectangle i-'d' /•')". formé de même par un iil métallique recourbé, mais de façon qu'en P' les lils se croisent. Il résulte de celte disposition que l' électricité chemine dans le môme sens dans les tils suspendus et dans les colonnes lixos auprès desquelles ils sont. On voit alors que le rectangle est attiré et vient se placer dans le plan CD C D'. Ainsi des lils parai-

KLtCTHO-imiNKVlSMFi.

tut

If Jus, parcourus par des couranls dirigés dans le même sens, s'attirent.

Dans l'eipression des phénomènes ou t-;< j > j >i n-t t> les effets produits aux actions exercées par les couranls entre eux , et l'on dit simplement que des courants parallèles s'attirent ou se repoussent , suivant qu'ils sont dirigés dans le même sens ou un sens inverse.

Lu même appareil peut servir à démontrer qu'un courant sinueux US a la même action qu'un courant rectiligne Sï, ce qui montre que ce courant sinueux agit comme sa projection sur une ligne droite. (Jn enlève alors le lil conducteur de la pile en cnnnnunii'ation avec Y',ct on l'attache h l'écran E. On établit ia communication entre K et V avec lu lige IWÏ. L'électricité circule en même temps duns les colonnes et dans le condnclcui' siniicu\, et en approc.lianlune des branches e/' rie façon qu'elle soit placée près deHST, on voit que l'action (le ce conducteur n'est pas appréciable. Ainsi de chaque croie l'action est la même; mais, le courant élant dirigé ci) sens inverse, la résultante est nulle.

Cour/mis rec/ilitjiu'* j-inwuU un nnijlr. Les courants, dans ce cas, tendentàse rapprocher s'ils vont dans le même sens, et il s'éloigner s'ils vont en sens contraire. Tour démontrer cette proposition, on place dans un appareil analogue à celui de la lig. IH(i, mais dont les colonnes sont plus éloignées, deux rectangles, l'un

d'une manière quelconque, (relui qui est mobile, lorsqu'on lui a donné une position quelconque . tourne autour de son axe et vient se placer dans une direction parallèle tulle que les courants marchent dans le même sens. Si donc les deux branches ah et cl forment un angle quelconque et qu'elles -oient pareourues par des courants cheminant en sens contraire, la branche cil sera chassé : ; si les courants sont dans le niè.iuc sens, elle sera attirée.

lixo et l'autre asiatique et mobile. Le circuit mobile cd est suspendu dans les coupes gg\ par le moyen de dJu.i pointes jo/(ng. 187), et le rectangle fixe s:', qui est formé d'un lil de cuivre enroulé plusieurs fois sur luimême, atin d'avoir une action plus forte, est placé sur la tablette II', comme dans l'expérience précédente.

Aussitôt que les deux rectangles sont parcourus par des courants

NU ÉLECTBO-DYNAHIQUE

Ampère a défini ainsi lu loi qui régit ces actions : <( Deux pur- « lions de courants s'attirent quand elles vont l'une et l'autre u en s'approcliani ou en s'éloignant du sommet de l'angle, et se " repoussent, nu contraire , quand l'une s'éloigne et l'autre se rnpa proche du même sommet, n Lorsque les deux courants reclilignes ne sont pas situés dans le même plan, on doit entendre dans cet énoncé, par sommet di 1 l'angle, la perpendiculaire commune qui mesure la pluseourle distance des deux droites. Le cas des courants parallèles rentre dans cette loi , puisqu'on peut considérer deux fils conducteurs comme formant un angle inliniinent petit, dont le sommet est à nue distance inlmie. D'aprèn ce principe, lorsque deux courants indéfinis se coupent, il y a nécessairement attraction dans deux angles opposés par leur sommet , et répulsion dans les deux autres. On en conclut également que, si deux fils parcourus par des courants sont mobiles autour d'un axe vertical, ils tendront à se placer parallèlement, de manière que les courants soient dirigés dans le même sens.

On peut se proposer une Foule de questions relatives a l'action des courants les uns sur les autres, quand on varie la forme des circuits, leur direction, leur distance, et qu'ils sont terminés on indéfinis. Nous indiquerons seulement ici les cas qui sont les plus nécessaires pour l'exposé de la théorie électro-dynamique. .

Répulsion des diverses parties d'un même courant. Cet effet résulte de ce que deux portions continués d'un même courant rectiligno peuvent être considérées comme deux courants formant lin angle de 180°, dont le sommet est au point de séparation. Or, comme le courant de l'une des portions va en s'apprnebant du sommet, el que le courant de l'autre va, un contraire, en s'éloignant . il doit y avoir répulsion : c'est ce qu'Ampère a démontré de la manière suivante :

Dans un vase de verre ou de porcelaine , divisé en deux parties par une cloison également en verre , fixée sur les bords avec du mastic, et rempli de mercure , on pose suc le mercure un conducteur formé d'un fil do cuivre recouvert de soie, de manière que les deux brandies repliées soient parallèles à la cloison ; dans chaque compartiment ou plonge les deux (ils extrêmes d'une pile. Ce courant passe du mercure dans l'arc, et, au même instant, le conducteur s'éloigne parallèlement à lui-même jusqu'il l'extrémité du vase. Ce mouvement indique ludion répulsive qu'exercent les unes sur les autres les diverses parties d'un même courant.

ET ÉLECTBO-UiONÉTlSBE.

Il résulte évidemment de ce qui précède, et de ce qu'un conducteur sinueux agit comme un conducteur rectiligne, que l'on peut remplacer une partie très-petite de courant par deux courants partiels, ou par un nombre quelconque de petits courants venant aboutir au même point et ayant la même intensité; ce procédé a de l'analogie avec In composition des forces en statique.

Action de deux courants rectiliijnes se coupant à angle droit.

pig. [gj. Un courant terminé qui s'ap-

proche perpendiculairement d'un courant rectiligne est transporté parallèlement à sa direction. Soit ab le courant indéfini , DC lis courant terminé. L'action du premier sur celui-ci, dans l'an- -j gle OGb, est attractive, et peut être représentée en grandeur et en direction pur do et celle dans l'angle nCD, qui est répulsive, niiiis égale à l'autre, par dx. Aux deux forces dx et do on peut substituer une résultante di, parallèle au courant indélini , qui sera dirigée en sens contraire , et dont l'action tendra à transporter lit: jtarullt'leinent à lui-même. Si le courant terminé s'éloigne au contraire du courant indéfini, il tendra à marcher dans le même sens que lui. L'action des deux courants étant réciproque, si le conducteur ab est mobile dans le sens de sa direction, il reculera de a vers b dans le premier cas, et se portera au contraire de b vers n dans le second.

Action d'un courant indéfini sur un courant fini mobile autour d'un axe perpendiculaire à sa direction. Boit MN le courant indé- Fig. [«s. (lui f c t CA le courant mobile autour du point C, dans un plan A CD. Il y a plusieurs cas à J, considérer : le courant indéfini peut couper \ /-.'j i 7 l'axe de rotation, ou s'en trouver éloigné d'une ^à-|3di distance plus ou moins grande que GA. Dans /* 'f \ le premier cas, le courant mobile se place pay — ,L — • * rallèlement a l'autre, de manière que le mouvement de l'électricité est dirigé dans le même sens ; dans le second, lorsque la distance CD est plus grande que CA conformément aux principes précédents, CA se trouve d'abord dans une position oblique quelconque CA', dans laquelle il est repoussé par la portion «N et attiré par la portion «M, attendu que les deux courants CA' et

104 ÉLBCTRO-DYMAMtQUB

nN s'approchent, l'un du sommet île l'angle, et que l'autre s'en écarte, taudis que les courants CA' et n.M convergent vers le inPmo sommet. Il suit de là que CA' prend successivement les positions CA", CA'", etc., d'où résulte un mouvement du rotation continue en sens contraire du mouvement de l'électricité dans le courant indéfini, .si l'électricité dans le courant Uni se meut du centre il la circonférence. Quand le courent CA n une direction contraire, le mouvement de rotation s'effectue dans un autre sens.

Enfln t lorsque le courent MÎS csl placé entre le centre et la circonférence, il j a des effets opposés à (Imite cl à gauche du lil mobile pur rapport au fil fixe , cl , suivant qu'une action ou l'autre l'emporte, il y n action dans un sens ou dans l'autre.

Dans lo cas où le courant Uni est mobile autour de son milieu , il n'y a plus de rotation , puisque chaque moitié tend à tourner en sens contraire; il reste alors en équilibre dans toutes les pusiti.ins possibles.

On peut démontrer directement par l'expérience, au moyen d'un appareil imaginé par Ampère, mais modifié depuis sou origine, les différents effets qui peuvent se présenter danslcsaclions des courants sur les courants pour produire un mouvement de rotation continue, rie- n».

Il se compose d'uni' aii[.'i> en nii\ ir circulaire MN, disposée sur une tablette et dont le rebord recourbé permet déplacer à l 'extérieur une hélice de fils métalliques enveloppés de soie. Celle auge, dans laquelle oti peut mettre de l'eau acidulée, iimlicnl au centre un cylindre concentrique P, qui lui est soudé et qui permet h une colonne T eu cuivre, également fixée a In table, de traverser le système sans toucher au vase de cuivre, lies hunes de cuivre A. A', si ml snudées aux extreniilé.i du lil île l'hélice qui eulnure le vase; d'autres lames Il et 11' sont lixées, l'une au vase en cuivre MM lui-même, l'autre à la colonne métallique T. Si donc a un moment donné, et ainsi qu'on le

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kt ittctno-iMoniituiE. , u5 «CM plus loin, on fait coomumiquer le vase MPI mf, „ a vol,»to fa, c,rç,,l,r ,„, „„„„, jtalri „ le „„„ „ „, ^ P» » a laide de A et de A , ou bien entre le V ise et la roi , ,no,en de Bel de D', ou eue»,, simultanémentd.n, Ie,de,,° eir'éaii V

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Si lïfvî?" 77"- 0n 1*'" U " '« «-Pirieoee, suivmlo, : S, 1 on eut ver.ue, le ail ,ae le. cooranl,, „, débondent ,!'„,„ i,gc , étall,,,,, dans un liquide, donne,,! de,,, „„,„„,| S ung»l.t,è, don „„ es! prodml dans l'eau, l'autre d.,,,1, conducteur, cl d'oC , esalle un mouvement d. volalion , on .remploie ,|ue le eireui! tiit' ma,, en se servant do la disposilion suivante, due « Sava,, On place sur une petite coupe en acier pleine de mereare à l'cxlrémiic 00 1, et ai.alo donepoallo d'acier, un lil rectangulaire bai:, oui

supporte un anneau en enivre ,„« ,u^„ . , '

,,,, , , -r „v , a 7 Ploneeant dans l'eau acidulée

du v »e m. tn 6 et. sont de. petit, morcc.ox d'ivoire placé. „o„r >|, e le courant „,„,„t par 1, colonne T ne de.rendo par |, colonne ., el ne ,lrbo„el,c dans le cercle .,« nue d'an rOté Alors

ci fermant le creuit, on voit ,„„ h SJ „,, 1IL , „, ,, fc

met a tourne, el',,,,,- meiieee rnulirme autour de l'ave 'I' - son vement ne dépend pas de la direclion du courant mais bien de" 1 /,, position du petit morceau d'ivoire isolant r; car en le mettant de l'autre coté, comme on peut le faire avec un second lil de è„i„r dispose a cet elfet , le mouvement de rotation a lion alors en sens inverse de celui que présente ofic.

Dans le môme appareil, s! l'on fait passer ] e courant dans l'hélice en ni de cuivre A A , el dans le système cab, l'action du eoarant crcnlairc sur le courant vertical ™ suivant .ou sens, donne encore un mouvement de rotation ; ee mouvement est plus énergique en employant un rectangle dans lequel il n'y a p as de pièce d'ivoire et ou le courant descend verticalement par les deux branche*

Enfin on pourrait donner au rectangle une forme un peu dirterenlc, et fan-e que la braoclie horizontale th du conducteur soit très-près de l'hélice, en rcplovaiil h tirandie ne très-prés de h eo lonne T, et en atlarliant le cercle „„, à une petite Inverse fïxéeà l'ev Inimité d'un lil horizontal n. alors on aurait l'action d'un courant indéfini sur nu courant mobile autour d'un axe pcrpendicuhur i sa direction, et on obtiendrait les mêmes effets que ceux qui ont He m.lHiués. Ampère, qui avilit c.onslrnil un appareil de ce genre a étudie les différentes circonstances des expériences en ne se servant

106 ÉLECTBO-DïHÀMIQUE

que d'un circuit mobile et en approchant au-dessous de la tablette, des fils conducteurs indéfinis parcourus par un courant électrique énergique. Il se rapprochait ainsi de la disposilion indiquée dans les figures 188 et 189, page 193.