CHAPITRE II

Action det couranto électriques sur l'aiguille aimtDtée. Multiplicateurs, boussoles et galTanomètres.

Action des courants sur l'aiguille aimantée. Lorsque les fils métalliques sont parcourus par un courant électrique; ils jouissent de la faculté d'agir sur ime aiguille aimantée placée à distance. Oersted découvrit en 1820 cette propriété remarquable qui fut le point de départ de Félectro-magnétisme et de toutes les applications de cette partie de l'électricité aux arts et à l'industrie. Nous n^en parlerons ici que pour arriver à décrire les multiplicateurs et les galvanomètres, dont on a besoin pour étudier le dégagement de l'électricité.

Voici dans quelles conditions on observe l'action réciproque des

courants électriques et des aimants. Supposons un fil de cuivre AB

Fig. 54. placé au-dessus d'une ai-

^, guille aimantée ab et dans

. ^ «r T^ -^ ^^ direction. Si ce fil joint

les deux extrémités d'une pile, il est parcouru par un courant électrique , et aussitôt le pôle nord de l'aiguille, suivant le sens du courant, est chassé à droite ou à gauche du fil, et Faiguille tend à se mettre en croix avec ce dernier. Si Taiguille est au-dessus du fil en a'b', le pôle nord est chassé dans une position opposée. Vient-on à placer l'aiguille à droite ou à gauche du fil sur le même plan horizontal que lui, elle s'incline dans un sens ou dans un autre. Si, Taiguille étant dans un position fixe, on fait passer successivement le courant électrique dans les deux sens, alors l'aiguille se dévie chaque fois dans une direction opposée.

Ampère a donné un moyen facile de se souvenir du sens dans lequel l'aiguille est déviée. Supposons, dit-il, une personne couchée sur le fil conducteur AB de mani«^re que Télectricité positive lui entre par les pieds, et la négative par la tète; supposons en

PHKNOMENIîS GEKEBAL'X. Oô

outre que cette personne, placée en face de Taiguille parallèle au fil, la regarde; le pôle austral (sud) de Paigville sera toujours rejeté à sa gauche.

Nous ne faisons que citer le fait découvert par Oersted, sans indiquer comment varie Faction avec la distance et quelles sont les conséquences qu'on peut en déduire ; ce sujet sera traité dans le tome III. Pour Tinstant, nous ne considérons que le fait fondamental conduisant à la construction des galvanomètres.

Multiplicateurs. Nous avons supposé le fil longitudinal; mais, si on le ploie en rectangle ABCD (fig. 35), et que Taiguille ab soit Fig- »6. suspendue dans son intérieur, il est facile

de voir que les quatre côtés du rectangle ./' agissent sur Taiguille de manière à la 1^ faire dévier dans le même sens et que par conséquent leur action s'ajoute. En effet, pour les deux côtés AB, CD, le fil est

J9 G bien dans le premier cas au-dessus de

l'aiguille, et dans le second au-dessous; mais, comme les courants sont en sens inverse à cause de la manière dont le fil est ployé , Taiguille est chassée dans le même sens. Quant aux côtés BC AD, il en est de même : en appliquant la règle d'Ampère, on voit facilement que les actions s'ajoutent. Ainsi une aiguille placée au milieu d'un fil ABCD ployé en rectangle est déviée beaucoup plus vivement que si un seul côté du rectangle agissait ; quant à Paiguille d V placée au-dessus et représentée sur la figure, nous en parlerons plus loin à propos du galvanomètre.

Si autour d'un cadre en bois rectangulaire on enroule un fil conducteur de manière à lui faire faire vingt, trente, quarante circonvolutions, çn ayant soin d'isoler les différentes parties du fil, alors un courant électrique circulant dans le fil agira sur une aiguille aimantée placée au milieu du cadre, vingt, trente, quarante fois plus vivement. Il est donc facile de comprendre comment un courant électrique circulant dans un fil longitudinal et qui serait incapable d'agir sur une aiguille aimantée, peut donner une action appréciable quand elle se trouve multipliée par le nombre de circonvolutions formées par le fil replié sur lui-même. Pour isoler les diverses parties du fil, on le recouvre de soie ou de coton, et, quand on veut un isolement plus parfait, on l'enduit ensuite de vernis à la gomme laque, ou de guttapercha si son diamètre est un peu fort.

On conçoit également qu'en employant un fil conducteur circn-

66 ÉLBCTBIGITÉ DYNA.MIQLE.

lairc^ au lieu d'un fll rectangulaire^ chaque partie agira dans le même sens sur une aiguille suspendue au centre , et que dès lors un instrument dans lequel le fil sera enroulé suivant des circonférences, au lieu de Tétre suivant des rectangles^ donnera des résultats analogues.

Le multiplicateur a été construit d'après le principe que nous venons d'indiquer par Schweiger ; depuis il a été modifié suivant les expériences que Ton a eu en vue, et a même reçu de grands perfectionnements. On a donné le nom de boussoles aux appareils destinés à accuser et à mesurer Faction de courants électriques assez énergiques^ et icelui de galvanoscapes ou plutôt de galvanomètres à ceux qui servent à indiquer l'existence de courants électriques beaucoup plus faibles et à mesurer leur intensité. Nous parlerons en premier lieu des appareils destinés à la mesure des courants électriques d'une certaine intensité , et ensuite de ceux qui sont destinés à Tétude de faibles courants.

Si Ton a seulement pour but de s'assurer qu*un courant électrique d'une certaine intensité traverse un circuit, on peut se servir d'une aiguille aimantée portée sur un pivot, ou même d'une petite boussole que Ton place ^ur un ruban de cuivre faisant partie du circuit, et de façon que l'aiguille soit parallèle au conducteur.

Quand on a besoin d'un appareil accusant des courants moins énergiques, on forme alors un multiplicateur en enroulant un fil entouré de soie autour d'un cadre en bois , et de façon à faire trente ou quarante révolutions. On suspend au milieu du cadre, à l'aide d'un fil de soie une aiguille aimantée; à cet effet, une ouverture longitudinale ménagée à la partie supérieure permet l'introduction de l'aiguille . On adapte au-dessus de l'aiguille une autre aiguille en cuivre ou en bois, qui indique sur un cadran divisé la plus ou moins grande déviation de l'aiguille aimantée,

. On a construit également des petites boussoles connues sous le nom de galvanomètres de poche y dans lesquelles l'aiguille placée au milieu du cadre est suspendue sur un pivot ; leur sensibilité est plus grande quand on leur applique le principe des aiguilles asiatiques, dont il sera question plus loin.

Balance de torsion. On peut, à l'aide du principe de la torsion, construire un instrument très-précis qui donne la mesure de l'intensité d'un courant électrique, et dont on a fait usage dans un grand nombre de recherches. Il consiste en un multiplicateur dans

PHBKOMÈIfES GÉNÉRAUX.

Fig. ae.

lequel on substitue un iil de torsion^ en aident ou en laiton non recuit^ au fil de soie auquel est suspendue Taiguille aimantée ^ et l'on mesure par la torsion sur un tambour disposé à cet effets comme on l'a dit à propos de la balance de torsion (voir page 40)^ de combien de degrés il faut tordre le fil métallique pour ramener toujours l'aiguille au zéro de la division du cercle du multiplicateur^ ou à sa position première. L'angle de torsion donnera donc immédiatement une quantité proportionnelle à l'intensité du courant électrique, laquelle pourra lui servir de mesure.

La plupart du temps on a recours à la boussole des sinus et à la boussole des tangentes, qui permettent d'évaluer rapidement Fintensité des courants électriques.

Boussole des sinus. La boussole des sinus, dont le principe a été indiqué en 1824 par M. de laRive('), a reçu de M. Pouillet la forme sous laquelle elle est adoptée aujourd'hui. Elle se compose d'un cadre ou d'un cercle CD formé d'une bande de cuivre rouge vers le milieu duquel , dans l'intérieur, se trouve une aiguille aimantée à chappe d'agate et qui se meut sur un pivot d'acier très-fin. Ce cercle est placé sur une alidade AB se mouvant sur un cercle divisé MN , de telle sorte que le pivot de l'aiguille se trouve toujours dans l'axe de rotation. Un système de niveaux et des vis calantes permettent de placer le cercle MN parfaitement horizontal; l'alidade portant un vemier, on peut facilement estimer sa position à une mhiute près. Les deux extrémités de la bande de cuivre CD, isolées à la base par un morceau d'ivoire, sont disposées de manière à être mises en communication avec la source d'électricité.

Le cercle CD doit être placé dans le méridien magnétique. Quand l'aiguille aimantée est déviée d'un certain nombre de degrés, on fait mouvoir le cercle CDau moyen de l'alidade AB qui y est fixée, de manière à le ramener dans le plan de l'aiguille; on y parvient à l'aide de lunettes qui permettent de \iser sur les extrémités d'une

(•) Mémoires de la Société de physique de Genève , l. III , p. l ï7.

68 ELECIKICITË DYNAHIQUK.

aiguille en cuivre fixée à angle droit sur Paiguille aimantée. Dans ce cas rintensité du courant électrique est proportionnelle au sinus de l'angle mesuré sur le cercle MN par le mouvement de l'alidade (*). Au lieu d'un circuit simple^ c^est-à-dire d'une seule bande

(*) Soit NOD le plan horizontal du cercle difisé aur lequel on mesure la dévia-

Fig.38.

tion d'une aiguille aimantée AG. Supposons le plan du cercle, contenant le fil parcouru par le courant, perpendiculaire au plan horizontal et passant d'abord par MI9, qui est la direction du méridien magnétique. L'aiguille AG, qui était d'abord dans le plan HN , est chassée par l'action du courant en G' A', jusqu'à ce que la force répulsive due à l'action du courant soit égale à l'action magnétique de la terre qui tend à ramener l'aiguille dans le méridien magnétique MN.

Examinons ce qui se passe à l'un des p^les de l'aiguille; l'acUon à l'autre pôle est égale et contraire, et il suffît de doubler l'elTet calculé comme on va l'indiquer pour avoir l'effet tutal. Or, l'action de la terre s'exerçant suivant une ligne A'T parallèle à MN, se décompose en deux d'après le parallélogramme des forces: la première composante A'D située dans la direction OA', est détruite par la résistance du pivot; la deuxième composanle A'B a seule une action pour solliciter l'aiguille à revenir dans le méridien magnétique. Or, en nommant a l'angle AOA', on a pour la composante A'B

A'B = AT COS. BA'T = A'T sin. a.

Si donc ou fait tourner le plan du cercle de cuivre MN autour duquel se trouve enroulé le fil conducteur de façon à l'amener daus le même plan que l'aiguille G'A', l'action exercée de la part du fil parcouru par le courant sur l'aiguille sera dirigée suivant A'C perpendiculairement au plan G* A', d'après l'expérience d'Oersted ; pour que l'équilibre ait lieu , il faut que l'on ait A'C = A'B, ou bien A'C = A'T sin. a. Ainsi , dans une série d'expériences , la longueur du fil conducteur restant la même et la puissance magnétique de l'aiguille ne variant pas , rintensité du courant est proportionnelle au sinus de l'angle parcouru par le plan du cadre MN sur le cercle divisé liorizontal. Tel est le principe de la bùtissole des sinus.

Quant à la boussole des tangentes, décrite plus loin, voici le principe sur lequel elle repose. Si le plan du cadre contenant le fil conducteur reste en HN dans le méridien magnéUque, la force émanée du fil parcouru par le courant sera dirigée suivant la ligne A'P perpendiculaire à MN. Cette force se décompose en deux : la composante dirigée dans le sens de AD est détruite par la résistance du pivot ; celle qui est dirigée suivant la tangente A'C est égale à A^F cos. a; Pour qu'il y ait équilibre, il est nécessaire que A'B = A'C. On a alors

A'T sin. a = A'F cos. a, ou bien A'F = A'T tang. a.

Dansée cas, l'intensité du courant est proportionnelle à la tangente de la dévia-

PHBNOMBISES (iRNÉBAUX. 69

de cuivi'ejOn peut opiTeravee un circuit nuiltiple dans le cas où Ton veut donner plus de sensibilité à l'appareil; on entoure alors le cercle de cuivre CD, qui est à gorge, d'un fil de cuivre recouvert de soie faisant une ou plusieurs circonvolutions, suivant l'intensité du courant à mesurer ; on applique donc ici à l'instrument le principe du multiplicateur. On a supposé que l'aiguille aimantée était supportée par un pivot, mais pour des recherches précises, il est préférable d'y substituer par un autre mode de suspension une aiguille fixée à un fil de soie et supportée dans l'appareil , conune l'indique la boussole des tangentes représentée figure 37. Les moindres variations dans l'intensité du courant peuvent ainsi être rendues manifestes, ce qui n'a pas lieu quand Faiguille est placée sur un pivot; cet appareil d'un emploi facile est alors d'une grande exactitude.

tioD de raigiiille. Mais il est une condilioD essentielle à remplir : raetioD torestre s*exerce bien de la ménie manière, quelle que soit la position de Taigaille ; ainsi KT peut être considérée comme constante dans la formule précédente; Mais A' F n*est proportionnelle à l'intensité du courant qu'autant que la distance des p6les de Taiguille au fil conducteur est constante dans toutes les positions. Il est donc nécessaire que Taiguille GA soit aussi courte que pos^ble , et que le cercle HN soit très-grand.

Ainsi , dans la boussole des tangentes, la condition indispensable pour que les intensités soient proportionnelles aux tangentes de déflation serait que la longueur deTaiguille fût infiniment petite. On ne peut pas atteindre cette limite.

D'après M. Despretz, qui a comparé avec soin les intensités des comrants et les tangentes des déviations , dans une boussole des tangentes, dont le cercle des cou rants est d'un mètre, et l'aiguille est de trente mill. de. longueur, les tangentes des déviations sont sensiblement proportionnelles aux intensités des courants électriques. Quand on emploie des boussoles dont les aiguilles sont plus longues, les intensités ne sont plus exactement proportionnellement aux tangentes des déviations , et alors on peut employer la foriiiule

< = (1-1-36») Ung.a - ^ sin.îa,

i étant l'intensilé du courant, a la déviation, le rapport entre la demi-distance des p6les de l'aiguille et le rayon du cercle du courant.

M. Gaugain a reconnu qu'en plaçant le centre de l'aiguille aimantée excentriquemcnt par rapport au cercle vertical , on pouvait avoir des déviations dont les tangentes étaient proportionnelles à l'intensité du courant. M. Bravais, qui s'est occupé de cette'question, a rendu compte du phénomène, par le calcul de l'action magné* tique exercée par un courant circulaire sur l'aignille aimantée, vl en a déduit toute les circonstances des expériences.

70 ELBCTBlCITi D\]NAI1IQUB.

Boussole de tangentes. La boussole des tangentes (fig. 37) se Fig. 37. compose d'un grand cercle CD en cuivre

rouge^ dont le diamètre varie entre trois décimètres et un mètre; on fait passer le courant par le cercle lui-même ou par un fil enroulé autour de lui , conune avec l'appareil précédent. Ce cercle doit être parfaitement vertical, et on l'amène dans le méridien magnétique. L'aiguille doit être très-petile, et avoir le même centre que celui du cercle du courant; elle peut reposer sur un |pivot en acier, mais il est préférable, comme le représente la figure, de la suspendre à l'aide d'un fil de cocon; une tige de cuivre mince qui lui est perpendiculaire, et qui est placée dans le même plan horizontal, sert à indiquer les déviations sur le cercle divisé ^IN. Un cercle en cuivre horizontal PQ permet d'utiliser aussi l'appareil comme boussole des sinus.

Dans cet instrument, les tangentes des déviations indiquées par Paiguille ne sont proportionnelles aux intensités des courants électriques que dans cas où l'aiguille est infiniment petite par rapport au diamètre du cercle CD (voir la note précédente, ^elative aux boussoles des sinus et des tangentes). Comme on ne peut atteindre cette limite, il faut prendre le cercle un peu grand et l'aiguille fort petite; dans le cas contraire, on peut avoir recours à une formule plus compliquée, ainsi que l'a fait voir M. Despretz. On a bien proposé de remédier à ce défaut de proportionnalité des intensités aux tangentes des déviations, à l'aide de dispositions particulières (Poggendorf, Weber, Lenz, Péclet, Gaugain, Bravais), mais on peut se servir de Pappareil indiqué plus haut, en se conformant aux indications précédentes.

Magnétomètre. L'appareil construit par M. Weber et avec lequel on ne mesure que de très-petites déviations, donne également avee précision l'intensité des courants électriques. U est formé comme» il suit : à un fil / de soie sans torsion , long de soixante centimètres environ , se trouve suspendu un système composé d'un petit miroir de glace étamée à faces parallèles M, lié invariablement aux fourchettes FF' ; celles-ci sont terminées par deux crochets qui reçoivent les tourillons d'une barre //', fixée perpendiculairement et

PHÉNOMÈNES OÉNlÉRAUX. 71

Fig. 37 bis. par le milieu, à un fort bar-

reau aimanté AA' de dix centimètres de longueur et de quinze millimètres environ de diamètre. Par cette disposition , Taxe du barreau se trouve perpendiculaire au plan du miroir qu'il entraîne dans tous ses mouvements.

On place à une certaine distance une mire sur laquelle se trouve tracée une division en millimètres; une lunette tnuvnie de fils croisés permet d'observer par réflexion dans le miroir les divisions de la mire qui, à chaque mouvement du miroir, viennent se placer successivement dans Taxe optique de la lunette. On connaît d' ailleurs la distance de la mire ^au miroir, distance variable au gré de Tobservateur et qu'il peut rendre plus ou moins grande suivant qu'il veut obtenir une approximation plus ou moins^considérable.

Le fil de suspension / est attaché au treuil T d'un micromètre pareil à celui de la balance de Coulomb; le miroir M se trouve dans une petite boite B qui s ^ouvre en g pour permettre l'observation. Quant au barreail AA', il effectue ses oscillations dails Fintérieur d'une portion de cylindre elliptique CGCG en cuivre rouge d^une épaisseur de quinze millirtiètres environ, dont l'action inductive les amortit rapidement. Ce cylindre elliptique est environné d'un ou plusieurs fils de cuivi'e entourés de soie et isolés formant le cadre de ce multiplicateur, et qui viennent aboutir à des boutons en cuivre fixés sur une plaque d'ivoire RR attachée à l'appareil.

En mn se trouve une petite portion de cadran divisée (dix à quinze degrés) pour les observations très-approximatives, et pour placer le barreau à zéro.

72 ELBCTKICITË DVMAMIQUB.

Tout le système est mobile^ pour rorieniation^ sur un plateau honzontHl PP supporté par trois pieds munis de vis calantes.

On voit que le principe de cet appareil consiste en ce que les plus faibles déplacements dans la position du barreau aimanté sont rendus sensibles, dans une lunette^ par le déplacement de l'image des divisions de la mire vues par réflexion sur le miroir. Ce mode d'observation est le même que celui qui a été appliqué par M. Gauss aux observations de magnétisme terrestre. En outre^ M. Weber a utilisé l'influence du cuivre sur un aimant en mouvement , pour abréger les observations en supprimant le nombre considérable d'oscillations que le barreau aimanté ferait sans cela avant de prendre sa position d'équilibre.

Balance électro-magnétique. On peut employer avantageusement^ dans la comparaison des courants électriques^ la balance électromagnétique que l'un de nous a fait connaître (Becquerel). Cet appareil , représenté fig. 39 ^ donne en poids l'intensité du courant électrique^ cette intensité étant'proportionnelle aux poids^placés dans un des plateaux des balances.

Fig. 39.

La balance d'essai doit trébucher à moins d'un milligramme ; à chacune des extrémités du fléau ff on suspend à une petite tige verticale un plateau p^p'; au-dessous de' chaque plateau est fixé à

PHÉNOMÈNES GBNBBAUX. 73

un fil de soie un barreau aimanté a^ a!; ces deux barreaux^ aimantés à saturation^ tournent leur pôle boréal en bas. On, prend ensuite deux tubes creux en verre , d'un diamètre assez grand pour que les deux barreaux puissent y entrer sans toucher les parois; on enroule autour de chacun de ces tubes un fil de cuivre recouvert de soie^ de manière à former une hélice de plusieurs milliers de circonvolutions. Ces deux tubes sont fixés verticalement sur des plateaux horizontaux en cuivre cc^ dc\ mobiles dans deux directions perpendiculaires entre elles^ au moyen de deux vis de rappel v, v\ afin de pouvoir les centrer par rapport à Paxe des barreaux. Si Ton fait passer un courant à travers le fil d'une des hélices^ suivant sa dh*ection^ le barreau aimanté s'élèvera ou s'abaissera^ et fera participer le fléau à ce mouvement. Si on dirige ensuite le courant dans le fil de la seconde hélice, de telle sorte que le mouvement du fléau s^exécute dans le même sens^ et qu'on fasse communiquer ensemble les deux hélices^ les deux actions s'ajouteront ; l'appareil acquiert alors une grande sensibilité et indique le passage d'un faible courant dans tout le circuit. Nous allons donner une apphcation de ce mode d'expérimentation. On a pris une lame de zinc et une lame de cuivre présentant chacune une surface de quatre centimètres carrés. Après les avoir mises en communication avec les deux extrémités libres des deux hélices^ on les a plongées dans dix grammes d^eau^ auxquels on avait ajouté une seule goutte d'acide sulfurique. Les plateaux ont trébuché^ et il a fallu 0^^0355 pour maintenir l'équilibre. £n opérant avec de Feau distillée ^ on n'a employé que 0^,0025 ; d^où il résulte que l'intensité du premier courant est à celle du second dans le rapport de 355 à 25^ ou comme \k\ i. Cet appareil peut également servir à mesurer les courants électriques de faible intensité.

Multiplicateur à hélices. En donnant une autre position aux hélices et aux bandeaux ^ on transforme la balance en un multiplicateur d'une très-grande sensibilité (Becquerel). Au lieu de placer les hélices dans une position verticale , on les met horizontalement^ et l'on substitue deux aiguilles aimantées aux deux barreaux, lesquelles sont fixées chacune perpendiculairement à Pune des extrémités d'une tige très-mince de métal ^ que l'on suspend horizontalement par son milieu à un fil simple de cocon ^ pour donner une grande sensibilité à l'appareil. Voici l'indication des différentes parties dont il se compose :

A A', tige horizontale ayant une longueur deO^jîSi;

74 ÉLtCTBICITB DYNAMIQUE.

Fig. 40.

a, dy aiguilles aimantées ayant chacune une longueur de 60 millimètres ;

H, H', hélices en ivoire entourées chacune d'un fil de cuivre de 2,000 mètres de longueur ;

^'i'p'y pieds mobiles des hélices;

c^ e'j charnières des hélices;

C, cercle divisé portant une échelle arbitraire ;

f, index, parcourant Parc de cercle divisé;

PP, potence sei*vant à suspendre Taiguille A A' par un fil de cocon;

Une cage de verre peut être mise sur le socle adapté à une tige autour de laquelle il peut tourner, ce qui permet de placer les hélices dans la position la plus convenable relativement aux deux aiguilles aimantées;

V, V, V, vis calantes.

Les pôles des deux aiguilles étant placés inversement , on peut disposer le système de manière à ne lui laisser qu'une force directrice excessivement faible, condition indispensable pour donner à .l'appareil une très-grande sensibilité. Dans leur position naturelle d'équilibre , les deux aiguilles, auxquelles on donne la courbure d'un arc de la circonférence décrite par l'extrémité de la tige, pénètrent, chacune jusqu'à leur point de jonction avec la tige horizontale, dans l'intérieur d'une des hélices qui sont placées de chaque côté du bras du levier. Le courant est dirigé de telle manière, que l'action qu'il exerce sur chaque aiguille chasse celle-ci hors de son

PHBROMknJBS 0ÉNÉ14UX. 75

hélice; raciion se trouve ainsi doublée, puisque chaque hélice chasse l'aiguille dans une direction opposée.

Les deux hélices sont fixées, chacune^ à une tige verticale mobile entrant avec frottement dans un cylindre de laiton creux^ lequel peut être élevé ou abaissé à volonté. Elles peuvent en outre , au moyen de charnières, être inclinées dans un sens ou dans un autre. On a ainsi tous les moyens nécessah^s pour centrer les aiguilles aimantées y c'est-à-dire pour les placer dans la direction dos axes des hélices.

Dans le principe cet appareil contenait quatre hélices au lieu de deux» afin d'agir sur les quatre pôles à la fois ; mais dans cette disposition la course du levier horizontal étail très-limitée, puisque l'aiguille aimanta qui était attirée par l'hélice ne pouvait y entrer que d'une demi-longueur, c'est-à-dire de trente millimètres.

Galvanomètres. Quand il s^agit d'observer lé dégagement de IVlecUricité dans les phénomènes chimiques et^eli général, les courants électriques d'une très-faible intensité^ on a recours non-seuloment aux instruments qui viennent d'être décrits^ mais encore aux appareils appelés galvanomètres, et qui sont plus ou moins sensibles^ selon leur construction.

Ces appareils ont reçu de grands perfectionnements de M. Nobili. L'influence du magnétisme terrestre s'opposant à ce que l'aiguille aimantée obéisse entièrement à l'action du courant^ puisque cette influence la ramène continuellement dans le plan du méridien magnétique, on la détruit en substituant à FaiguUle aimantée deux autres aiguilles placées dans une position parallèle à l'extrémité d'une tige très-légère, les pôles inverses en regard comme le représente la figure 35; c'est le système astatique de M. Ampère. Si les deux aiguilles étaient parfaitement identiques, possédaient la même quantité de magnétisme , et se trouvaient dans deux directions parfaitement parallèles, le globe n'exercerait aucune action sur le système: mais il ne peut jamais en être ainsi; il lui reste toujours une force directrice très-faible , qui le ramène dans une position fixe , quand on l'en écarte. L'une des deux aiguilles est placée dans Finteneur de la boite du galvanomètre, et l'autre en dehors; l'action des quatre parties du cadre du multiplicateur sur Faiguille intérieuro a lieu dans le même sens. Quant à l'aiguille extérieure, il n'y a que la partie supérieure du cadre qui agisse sur elle dans le même sens que sur l'aiguille intérieure; les autres agiraient en sens inverse, mais, comme elles sont plus éloignées, leur action est Ix^ailcoiip

76 RLECTBICITÉ DYNAMIQUE.

plus faible. L'effet du courant sur la double aiguille est nécessairement plus forte que sur une seule ^ abstraction faite de Taction terrestre; mais^ comme en outre il ne reste plus aux aiguilles qu'une force direclrice peu sensible, il en résulte que de très-faibles courants^ qui ne peuvent mettre en mouvement une des deux aiguilles^ impriment au système une action très-prononcée. Le multiplicateur^ avec cette addition^ est Tinstrument le plus délicat que Ton possède pour constater , dans un grand nombre de phénomènes^ l'existence de courants électriques qu'on ne soupçonnait pas jadis.

La fig. 41 représente un de ces appareils construit par M. Rum- ,..j ^^ korff. AB est le châssis enveloppé par

le fil de cuivre dont les bouts aboutissent aux boutons métalliques FF. Ce châssis est fixé sur lui plateau horizontal DEy qui peut tourner dans son plan et autour de son centre au moyen d'une roue dentée à pignon placée en-dessous , et mise en mouvement par un bouton.

HMN est le support du système astatique des deux aiguilles aimantées suspendues à un fil de cocon VL ; R est le cylindre de verre qui enveloppe l'appareil et repose sur le plateau de cuivre. Le cadran divisé placé sur le châssis est percé à la partie centrale d'une petite ouverture circulaire et d^une fente transversale^ afin de pouvoir placer et retirer l'aiguille à volonté. Les trois vis v, v\ v", servent à mettre l'appareil de niveau et à centrer Taiguille.

Le fil métallique qui entoure le cadre ABC est un fil de cuivre recouvert de soie ; on lui donne une longueur plus ou moins grande et un diamètre plus ou moins petite suivant les expériences que l'on a en vue. Pour des courants thermo-électriques, un fil d'un cinquième de millimètre de diamètre suffit ; on l'entoure deux ou trois cents fois seulement autour du châssis. Pour les actions chimiques , on prend un fil plus fin, et on l'enroule deux ou trois mille fois ; pour des expériences très-délicates on construit des galvanomètres qui ont jusqu'à trente mille tours.

Afin de bien fixer la position de l'aiguille , on place une petite lunette ou une loupe sur l'enveloppe du verre au haut de l'appareil.

rUKNOMENES OENBBAUX. 7 7

Quaud on veut se servir de ces appareils pour étudier les effets des décharges électriques^ on isole les fils^ non-seulement avec de la soie y mais encore en les enduisant de vernis à la gomme laque; puis^ quand on les enroule, on les vernit de nouveau à chaque tour.

Dans beaucoup de circonstances il est nécessaire de former une table des intensités qui donne le rapport entre la déviation de Taiguille aimantée et l'intensité du courant qui l'a produite. On peut s'y prendre de plusieurs manières. Le procédé le plus facile et le plus exact consiste à construire le galvanomètre de façon que deux fils conducteurs de même longueur soient enroulés parallèlement l'un à l'autre. On a alors un galvanomètre à deux fils^ qui est dû ù l'un de nous (Becquerel).

On conçoit que si l'on enroule ^ en môme temps ^ autour d'un châssis^ deux fils égaux ^ l'aiguille aimantée ne sera pas dérangée de sa position d'équilibre quand on fera passer dans chaque fil un courant d'égale intensité émanant d'une source semblable^ mais dirigés en sens contraire l'un de l'autre. En faisant passer dans chaque fil un courant d'égale intensité, mais dirigé dans le mén)e sens y la déviation de l'aiguille aimantée correspondra à une force double de celle qu'on aurait avec un seul courant. En faisant varier rintensité du courant qui passe dans chaque fil^ on aura une série d'observations qui permettront d(B former une table des intensités électriques; on peut également construire des galvanomètres à trois, quatre fils et même davantage. (Becquerel, Traité d'électncUé, tome II , p. 15 et suivantes.) Nous renvoyons au surplus au même ouvrage, même volume, pour l'exposé des diverses méthodes en usage pour la formation de la table des intensités.

En général, quand on ne dépasse pas 20®, on peut considérer les déviations comme sensiblement proportionnelles aux intensités du courant électrique qui passe.

Quand on veut transporter le galvanomètre, on commence par abaisser les aiguilles, jusqu'à ce que l'aiguille supérieure vienne se poser sur le cadran ; puis on retire la cloche, et après avoir mis sur une des moitiés de l'index un large ruban de soie, de manière que les deux bouts en ressortent par les boitisdu cercle métallique DE, on remet en place la cloche; alors le fil de cocon ne soutenant plus aucun poids , et les aiguilles étant presque immobiles par la pression du ruban , on peut faire parcourir à l'instrument de grandes distances sans craindre de le déranger.

78 BLBCTBICITÉ DYNAMIQUE.

Nobili a remarqué le premier que les aiguilles aimantées des multiplicaieurs les plus sensibles ont deux positions d'éqmlibre stable, situées à la même distance de chaque c6té du diamètre qui passe par le zéro du cadran^ en sorte que l'index amené sur cette ligne s'y trouve nécessairement dans un état d'équilibre instable , et tombe toujours dans Tune ou l'autre des deux positions primitives.

Ces deux positions d'équilibre dérivent de Taction magnétique du fil de cuivre ; dont les circonvolutions supérieures sont partagées en deux masses ^ afin de pouvoir introduire dans Tintérieur du châssis une des aiguilles aimantées. Or^ il est facile de voir que ces deux centres d'attraction constituent un inconvénient très-grave : l'action magnétique du cuivre diminue non-seulement la sensibilité du multiplicateur^ mais elle altère encore la proportionnalité qui aurait lieu naturellement entre les degrés et les forces de déviation dans les arcs rapprochés de zéro. Ce magnétisme du cuivre, qui réagit dans cette circonstance sur les aiguilles^ est dû en grande partie au fer que renferme ce métal. Actuellement, on est parvenu à obtenir des multiplicateui^s qui ne présentent pas cet Inconvénient, c'est-à-dire dans lesquels l'aiguille garde toujours le zéro.

Les mêmes difficultés que l'on éprouve pour les fils de cuivre ont lieu également à l'égard du châssis, du plateau tournant et de la plaque métallique qui porte le cercle divisé; on se trouve par là dans la nécessité de n'employer que du laiton très-pur.