CHAPITRE PREMIER

Propriétés générales des aimants.

Aimants. Un morceau de fer qu’on laisse longtemps exposé aux influences atmosphériques, ou qui est limé, martelé, tordu, passé à la filière, acquiert la propriété d’attirer Ja limaille de fer, et même de soulever quelquefois des morceaux assez pesants de ce métal. Cette propriété appartient également à un minerai de fer appelé, en raison de cela, pierre d'aimant. Il y a donc des aimants naturels et des aimants artificiels. On nomme magnétisme l’ensemble des propriétés des aimants.

Pour étudier les effets de l’attraction magnétique, on roule dans de la limaille de fer un barreau de fer aimanté ou un aimant naturel : toutes les parcelles de cette limaille s’attachent inégalement à sa surface, ainsi que cela est indiqué dans la figure 153, et forment des filaments qui se dressent perpendiculairement à cette surface,

T. TIT, l

Fig. 153. L’effet est le plus sensible rie près des extrémités; ces filaments deviennent plus courts en s'en éloignant, et s’inclinent comme s'ils les fuyaient. Dans la partie moyenne il n’y a pas de filaments. Les régions de l’aimant où l'attraction est la plus forte ont recu le nom de pôles; mais on réserve cette dénomination aux points par lesquels passent les résultantes des forces magnétiques. Nous en indiquerons plus loin la position. On peut également rendre cet effet sensible à l’aide des figures que l’on a nommées fantômes magnétiques. Pour les produire, on place sur un aimant une feuille de papier tendue sur un cadre, et on projette lentement et avec un tamis de la limaille de fer sur le papier. Les parcelles de limaïlle de fer forment des filaments qui représentent des courbes s’inclinant vers deux points, c’est-à-dire vers les pôles.

On montre aussi l’action attractive exercée par un aimant sur le fer, en suspendant librement une aiguille en fer doux à un fil de soie, et en approchant successivement un aimant des extrémités de cette aiguille. 11 y a attraction dans les deux circonstances.

Aiguille aimantée. Pour étudier les effets produits par les différents points des aimants, et pour trouver les lois des attractions et répulsions magnétiques, on se sert de l'aiguille aimantée, à laquelle on peut donner différents modes de suspension. La figure 154 indi-

Fig. 154. que, d’un côté, une aiguille formée | par un lozange plat d’acier aimanté et suspendue sur un pivot, et, de l’autre, une aiguille ou une tige d’acier aimanté suspendue à un fil de soie suffisamment fort, à l’aide d’une petite chape en papier. Ces deux modes de suspension sont en usage, et surtout le second,

Quand on abandonne ainsi une aiguille aimantée à elle-même, on voit qu’elle ne prend pas une direction quelconque, et qu’elle se place dans une position constante pour un'même lieu. Cette position dépend de l’action du globe terrestre sur laquelle nous reviendrons dans le livre suivant, où nous traiterons spécialement du magnétisme terrestre. Ce qu'il faut constater dès à présent, c’est

cette direction constante de l'aiguille aimantée dans un même lieu.

On a donné aux pôles d’un aimant les noms de pôle nord et de pôle sud , ou pôles boréal et austral. Mais comme l'expérience prouve que les pôles de nom contraire s’attirent,-et que les pôles de même nom se repoussent , en admettant que la terre possède la polarité magnétique, on en conclut que Pextrémité nord de l'aiguille est celle qui est douée des propriétés semblables à celles de l’hémisphère austral; réciproquement l’extrémité qui regarde le sud est celle qui est aimantée comme la partie nord de la terre.

Les effets d’attraction et de répulsion s’exercent au travers de tous les corps ; on peut le démontrer comme on J’a fait pour prouver les actions des corps électrisés, tome I, page 7, en interposant des plaques de différentes substances entre les pôles des aimants. Il n’y a d’effets complexes qu’en employant des lames de fer ou de métaux magnétiques, et cela en vertu des actions par influence dont nous parlerons plus loin.

Lois des attractions et répulsions magnétiques. Chaque aimant possède, avons-nous dit, deux pôles doués de propriétés différentes et contraires. On le démontre en suspendant à deux fils de soie etassez loin l’un de l’autre deux barreaux aimantés, et en marquant les deux pôles qui se tournent vers le nord. En prenant.un des barreaux à la main, et approchant les deux extrémités semblables des aimants, on trouve qu'il y a répulsion. Si Pon approche au contraire les deux extrémités différentes, on observé une attraction. On exprime ce fait en disant que les pôles de nom contraire s’attirent, et que ceux de même nom se repoussent.

On peut démontrer également d’une manière très-simple que les

Fig. 155. pôles de nom contraire sont 3 doués de propriétés opposées.

ji f Onprend un barreau aimanté AB que l’on fixe horizontalement, et au pôle duquel A on suspendune = = petite tige en fer b; on fait glisser sur cet aimant un second aimant semblable, de facon que le pôle opposé B' vienne se fixer sur le pôle A : aussitôt la tige en fer b tombe. Ainsi chaque pôle séparé porterait le morceau de fer; réunis, ils n’ont plus aucune action sur lui.

Les attractions et répulsions magnétiques diminuent rapidement à mesure que la distance augmente, et comme pour l'électricité, on arrive à cette conclusion, que les attractions et répulsions magnéti-

ques varient en raison inverse du carré de la distance des centres d'action, et en raison directe de la quantité d’aimantation possédée par les aimants.

Coulomb a démontré ces lois par les deux méthodes dont il avait fait usage pour étudier les attractions et répulsions des corps électrisés. La première consiste à suspendre une aiguille aimantée à un fil de cocon, et à lui présenter dans le plan vertical passant par la direction de l’aiguille aimantée, à diverses distances, une autre aiguille aimantée : on fait alors osciller Paiguille suspendue; et comme la formule du pendule s'applique également à ce mouvement oscillatoire, on peut déduire de la durée des oscillations la force en vertu de laquelle les deux aïguilles agissent lune sur Pautre,

La seconde méthode exige l'emploi de la balance magnétique. Cette balance n’est autre que celle de torsion employée pour la détermination des lois qui régissent les attractions et répulsions électriques, et à laquelle Coulomb a fait les changements suivants : le fil de suspension porte à son extrémité inférieure une pince qui saisit un étrier formé avec une lame

———— de cuivre très-légère. Dans cet étrier, on place un petit plan de carton, couvert d’un enduit de cire d’Espagne, sur lequel on imprime l'empreinte du fil ou barreau d’acier qui sert aux expériences, afin de le mettre toujours dans la même position. Sous le milieu de l’étrier, on fixe un plan vertical qui est entièrement submergé dans un vase rempli d’eau, afin d'arrêter promptement , par la résistance qu’il en éprouve, les oscillations de l'aiguille aimantée placée dans l’étrier. La balance est placée de manière que l’un de ses côtés soit dirigé dans le méridien magnétique.

Avant de chercher les lois des attractions et répulsions, il faut s’assurer si, lorsque la torsion du fil est nulle, Païiguille aimantée se place naturellement dans le méridien magnétique; à cet effet, on substitue à cette aiguille une autre aiguille de cuivre, de même dimension que l’autre, et qui reste dans le plan du méridien magnétique, en vertu de la force de torsion du fil. Cela fait, on place la caisse qui renferme les diverses parties de la balance, de façon que la direction du méridien magnétique coïncide avec les divisions zéro et 180 degrés du cercle horizontal.

Voici les résultats obtenus par Coulomb dans une de ses expériences. Ayant aimanté un fil d'acier de 0,648 de long et de 37,38 de diamètre, il le suspendit horizontalement dans la balance, et chercha d’abord la force en vertu de laquelle la terre le ramenait dans le méridien. Il trouva qu’en tordant le fil de suspension de deux circonférences moins 20°, l’aiguille s’arrêtait à 20° du méridien magnétique, en sorte que pour des angles de 20 à 24, dont les sinus sont à peu près proportionnels aux arcs, il fallait, pour éloigner l'aiguille d’un degré du méridien magnétique, une force de torsion à peu près égale à 35°. Il plaça ensuite verticalement dans le méridien magnétique un autre fil aimanté, ayant les mêmes dimensions, à 0,301 du centre de suspension de la première aiguille, de manière que l'extrémité boréale de ce fil se trouvât à environ 27 millimètres au-dessous du niveau de extrémité boréale de Païguille suspendue. L’aiguille horizontale fut chassée du méridien magnétique, et ne s’arrêla que lorsque la force de répulsion des pôles opposés fut en équilibre avec la force directrice du globe. Ayant tordu le fil de suspension, il obtint les résultats suivants :

Premier essai. L’aiguille horizontale, ayant été chassée, s'arrêta à 24° du méridien magnétique, sans qu’on tordit le fil.

Deuxième essai. Pour ramener l'aiguille à 47, on tordit le fil de suspension de 3 circonférences.

Troisième essai. Pour la ramener à 12, on fut obligé de tordre de 8 circonférences. Or, lorsque l'aiguille était sollicitée seulement par l’action du magnétisme terrestre, elle était maintenue à: 20° de son méridien par une force de torsion égale à 2 circonférences moins 20°. Ainsi, dans le cas où l'aiguille formait un angle de 20° avec son méridien, la force qui la sollicitait était de 700°. Mais, comme dans le premier essai elle s’était arrêtée à 24°, elle tendait à y être ramenée par une force de 840°; en outre, la répulsion des aiguilles avait tordu le fil de suspension de 2%, il en est résulté que la répulsion totale était de 864°. En raisonnant de même, Coulomb trouva dans un second essai que l’action des deux pôles de l’aiguille était mesurée par 1692, et dans le troisième essai, par 3319. Ainsi, pour les distances 24, 17 et 19, les forces répulsives correspondantes étaient 864, 1692, 3312, ou bien comme les nombres }, Let 1, c’est-à-dire en raison inverse du carré des distances.

Aimantation par influence. Force coercitive. Le phénomène des limaiïlles qui se tiennent unies les unes aux autres à l'extrémité d’un aimant, met en évidence cette propriété remarquable du fer

doux dé devenir lui-même un aimant quand il est en contact dvec un autre aimant, ou bien quand il est placé à distance dans sa Sphère d’activité.

Plusieurs expériences peuvent le démontrer très-simplement. On

Fig. 157. place, par exemple, à distance du pôle À d’un aimant une petite aiguille

= 4 - enfer doux ab suspendue

à un fil de cocon; elle se dirige dans le sens de l’axe de Paimant. Si on approche de ses deux extrémités à et b les pôles dun aimant, on trouve que l'aiguille ab possède la propriété polaire; mais ce qu’il faut remarquer, c’est que les pôles de nom contraire A et' sont en regard.

On peut également suspendre sous le pôle d’un fort barreau aimanté une série de petits cylindres en fer qui se soutiennent mutuellement ; si on vient à détacher le premier, ils se séparent aussitôt les uns des autres. Ainsi , sous l'influence de l’aimant, ils étaient devenus aimants eux-mêmes; mais quand l'influence a cessé, ils sont

“revénus à l’état naturel.

L’âimantation momentanée par influence du fer doux cesse immédiatement quand on le soustrait à l’action de l’aimant: Mais il n’en est pas de même d’un barreau de fer écroui, de fonte ou d’acier: dans ce Cas, l’action par influence est lente à se manifester, mais aussi, une fois qu’elle y est développée, elle persévère pendant plus où moins de temps, suivant le degré d’écrouissage où

de la trempe ; lors même que laimant est enlevé, le barreau reste

aimanté.

Il existe donc dans le fer écroui, ainsi qué dans la fonte ét l’acier trempé, une cause qui s'oppose au développement du magnétisme par influence, et qui met obstacle au retour à l’état naturel quand l’aimantation a eu lieu. Cette cause est rapportée à l’action d’une force coercitive résultant, soit de l’arrangement moléculaire, soit de l'interposition entre les molécules du fer de molécules étrangères. De là vient la différence qui existe entre les wimañts temporaires et les aimants permanents.

Un aimant, quand il agit sur un barreau de fer, non-seulement ne perd pas de sa force, mais son énergie augmeënte encore en raison de la réaction exercée sur lui par le barreau dévenu lui-même un aimant. Cet accroissement du magnétisme réagit à son tour sur le magnétisme du barreau, et ainsi de suite, jusqu’à ce qu'il y ait

équilibre entre toutes les forces attractives et répulsives développées par influence. Ce fait que lPaimant ne perd rien de sa force montre que lé magnétisme, du moins la cause qui lé met en action, ñe passe pas d’une molécule à uné autre, comme cela à lieu à Pégard de l’électricité dégagée par influence.

À l'appui de ce principe, nous citerons ce fait remarquable, qu’une aiguille d’acier trempé et aimantée, ou en général un barreau äimanté, possède cette singulière propriété, qu’étant brisé en deux, chacuné des parties séparées est elle-même un aimant possédant la polarité. D'un autre côté, comme le fer doux rentre dans l’état naturel aussitôt qu’il n’est plus sous l'influence d’un aimant, il faut en Conclure qu’il possède en lui-même les deux principes propres à lui faire acquérir la propriété magnétique.

Hypothèses sur l’origine du magnétisme. Pour interpréter avec facilité les phénomènes magnétiques, on les avait rapportés à l’action de déux fluides doués de propriétés contraires, résidant autour des molécules du fer, dont la réunion forme le fluide magnétique naturel. On admettait donc que le fluide magnétique naturel se compose, comme l'électricité naturelle, dé deux fluides dont les molécules dé chacun d’eux se repoussent, tandis qu’elles attirent celles de l’autre fluide, avec cette différence néanmoins que l'électricité peut traverser les corps, tandis que lés phénomènes magnétiques sont essentiellement moléculaires, l’agent qui les produit ne pouvant passer d’une molécule à une autre.

Ampère a envisagé sous un autré point de vue les phénorènes magnétiques : il les a fait dépendre de courants électriques circulant autour des molécules, dans des plans perpendiculaires à la ligne des pôles. Nous ne parlerons de cette hypothèse, qui est la plus vraisemblable d’après l’ensemble des faits connus actuellement; qu'après avoir traité des phénomènes électro-magnétiques.

Divers procédés d’aimantation.. Lorsqu'on eut reconnu qu’uné pierre d’aimant ou qu’un morceau de fer frappé, qui avait acquis la faculté d’attirer le fer et l’acier, était capable de transmettre cette faculté, c’est-à-dire le magnétisme, à des barreaux d’acier par lé frottement d’un de ses pôles, on dut rechercher les moyens les plus efficaces pour donner à ces barreaux le maximum d’effet, que lon nomme l’état de saturation. On atteint ce point lorsque les résultantes des forces attractives ou répulsives , exercéés par tous les points du barreau sur une molécule, font équilibre à la force coercitive ; il est impossible alors d’aller au delà, car le barreau retomberait à

cette limite aussitôt que l’aimant qui aurait développé cette action cesserait d’exercer son influence.

On a vu qu’au moyen de l’action par influence on pouvait aimanter d’une manière permanente l’acier ou le fer écroui; mais cette action , qui se produirait avec lenteur, se manifeste immédiatement quand on frotte l’acier ou le fer écroui avec l’aimant : quelques frictions suffisent pour cela. Ù

D’après ce principe, pendant longtemps on s’est borné à passer un des pôles d’un aimant sur toute la longueur du barreau à aimanter, au lieu d'approcher celui-ci du premier par simple contact. Cette méthode, qui est celle du contact successif, ne présente aucun inconvénient quand le barreau est court et que l’aimant est puissant; mais il n’en est plus de même lorsqu'il est trop long et fortement trempé: dans ce cas, il peut arriver que l’aimantation ne s’étende pas régulièrement jusqu’à l'extrémité opposée, d’où résultent des points conséquents ou pôles multiples dont on ne saurait trop se garantir dans la construction des aiguilles aimantées.

Knight, en 1745, a fait connaître un perfectionnement dans le mode d’aimantation par simple contact. Ayant placé bout à bout, par les pôles de nonf contraire, deux barreaux fortement aimantés, il posait dessus, dans le sens de leur longueur, un petit barreau d’acier trempé cerise clair, de manière que son milieu correspondait aux points de jonction des deux barreaux ; puis il séparait ceux-ci en les faisant glisser dans un sens opposé jusqu'aux extrémités du petit barreau , qui se trouvait avoir acquis un magnétisme

Fig. 158, plus fort que celui qu’on lui aurait communiqué par le moyen alors en usage. IL est facile de se rendre compte de l'effet produit par la disposi-

tion indiquée dans la figure 158.

Chaque aimant agissant sur une des moitiés du petit barreau, la décomposition du magnétisme était favorisée par l’action simultanée des deux pôles opposés, qui attirent chacun l’un des magnétismes et repoussent l’autre du côté opposé, tandis que, dans le contact successif, le même aimant agit seul, sur toute la longueur, pour y développer la propriété polaire, ce qui doit produire un effet moindre. Cette méthode sert à aimanter à saturation seulement des barreaux courts et peu épais.

Peu de temps après cette découverte, Duhamel et Antheaume

indiquèrent la méthode d’aimantation suivante : on place parallèlement lun à l'autre deux barreaux à aimanter AB et A'B', joints

Fig. 159. à leurs deux extrémités par deux parallélipipèdes de fer doux F et F'; puis l’on prend deux barreaux aimantés ab et a'b', que l’on incline de 25 à 30° sur la direction de AB et de A'B', en les posant d’abord au milieu de l’un de ces derniers, par exemple de AB, les pôles inverses en regard , et on les fait glisser un certain nombre de fois en sens contraire, jusqu'aux extrémités de AB. On fait la même opération sur l’autre barreau.

L'application des petits morceaux de fer doux à l'extrémité des barreaux que l’on aimante est un perfectionnement important : en effet, dès que les barreaux ont acquis un certain degré de magnétisme , les parallélipipèdes de fer doux s’aimantent par Pinfluence, et réagissent ensuite sur les barreaux pour augmenter leur magnétisme.

En substituant deux aimants aux barreaux de fer doux Fet F', on devait encore accroître le développement du magnétisme: c’est ce qu'a fait Æpinus ; néanmoins la méthode de Duhamel est excellente pour aimanter les aiguilles de boussole et les lames qui n’ont que quélques millimètres d'épaisseur.

Mitchell et Canton , en Angleterre, se sont occupés , à la même époque que Duhamel, de l’aimantation. Le premier à imaginé un procédé qu’il a appelé la double touche; voici en quoi il consiste : on prend deux barreaux AB, A'B', fortement aimantés, liés paral-

ge HE 160 lèlement entre eux dans une D position verticale, à laide d’un

morceau de bois parexemple, les pôles inverses en regardet à une distance de 7 à 8 milli-

- : x mètres l’un de l’autre; après avoir placé en contact plusieurs barreaux égaux, à la suite les uns des autres, sur une même ligne droite, on fait glisser le double barreau, à angles droits, par une de ses extrémités, tout le long de cette ligne ; les barreaux intermédiaires acquièrent alors une grande force magnétique, mais non un maximum.

Si l’on analyse ce procédé, on voit que les divers barreaux réa-

gissent les üns sur les autres ; mais comme lé magnétisme ne sy développe pas librement , en raison de la force coercitive de l'acier, il faut nécessairement les soumettre à la friction des aimants glissants. Les barreaux intermédiaires doivent acquérir le plus fort magnétismé, par céla même qu’ils sont soumis à l’action par influencé des barreaux extrêmes. Sous ce rapport, les barreaux dé fer doux présentent plus d’avantage que les barreaux d’acier ; sous un autre, le procédé de Mitchell emporte sur celui de Duhamel ; lequel consiste dans l’emploi de deux barreaux aimantés parallèles, maintenus constamment à une même distance, et agissant en même temps par leurs deux pôles contraires sur tous les points du barreau. ;

Pour être assuré que le développement du magnétisme est le même , au signe près, dans chacune des moitiés, il faut avoir l’attention d’appliquer le double barreau au centre de celui que l’on veut aimantér, et de faire sur chacune des deux moitiés un nombre égal de frictions. Quand les barreaux sont revenus au centre, on les enlève perpendiculairement, pour ne pas changer Peffet précédemment produit.

Æpinus a fait une modification heureuse au procédé de la double touche : au lieu de maintenir les deux barreaux glissant toujours parallèlement l’un à l’autre, il les a inclinés en sens contraire, comme Duhamel l'avait fait ; les résultantes longitudinales deviennent alors plus considérables, parce que les actions agissent plus obliquement sur la surface du barreau: Gette innovation affaiblit, à la vérité, l’action propre de chaque barreau glissant, qui n’a plus qu'une ligne de contact avec le barreau , en raison de Pinclinaison, L'expérience prouve cependant que jusqu’à une certaine limite d’inclinaison il y a de l’avantage à se servir de barreaux inclinés. Æpinus à trouvé qu'une inclinaison de 15 ou 20° donne sensiblement le maximum d'effet ; en y joignant, comme il Pa fait, l’emploi des barreaux de fer doux ou des aimants, on a un procédé qui a l'avantage sur les autres de pouvoir aimanter fortement de gros barreaux avec des barreaux faibles en magnétisme.

Cette méthode a l'inconvénient de ne pas produire un développement égal de magnétisme dans chacune des moitiés du barreau, et de faire naître plus facilement des points conséquents dans des barreaux d’une certaine longueur, que la méthode de Duhamel; aussi ne doit-on pas aimanter par Ce procédé des aiguilles de boussole; on ne s’en sert ordinairement que pour les gros barreaux,

auxquels on véut donner un fort degré dé magnétisme, sans qu'il s0it nécessaire d’avoir une égale distribution.

Coulomb, mettant à profit lés avantages qué présentent l6s rméthodes que nous venons d'exposer, a adopté les dispositions suivantes, qui jusqu'ici n’ont éprouvé atcun changement.

Les barreaux fixes dont il a fait usage sont des faisceaux composés de dix barreaux d’aciér trernpé cerise clair, de 5 à 6 déci: mètres de longueur, 15 millimètres de largeur et 5 d’épaisseur. Après lés avoir aimantés autant que possible, il les réunissait par leurs pôles de même nom, én en formant deux couches de cinq barreaux chacune, séparées par de petits parallélipipèdés rectangles de fer très-doux, qui sont uñ peu en saillie au delà de leurs extrémités.

M. Biot a trouvé qu’il valait mieux substituer à ces parallélipi+ pèdés des lames de fer doux qui se réunissent à l’extrémité des aimants, de manière à former une pyramide tronquée.: Les bar-

Fig. 161. réaux glissants sont formés comme les S barreaux fixes; mais, au lieu dé dix bâr- LS reäux partiels, on en prend quatré, ayant | chacun 400 millimètres de longueur, 5 | d'épaisseur et 15 de largeur. On les réunit ensuite, deux sur la largeur et déux | sur épaisseur, én les séparant, comme ci-dessus; par des bandes de fer doux.

Quant à la qualité de Pacier, peu importe, puisque toutes les espèces connues prennent à peu près le même degré dé magnétisme. Pour aimanter un barreau , on commence par placer les gros faiscéaux sur une même ligne droite, lés pôles iriverses en regard ; à uñé distance un peu moins grande que la longueur du barreau, comme l'indique la figure 158; puis on applique; sur le pied dé chacune des armures , un des bouts de ce barreau , dé manière que le contact ait lieu sur une longueur de 4 ou 5 millimètres: On pose ensuite les deux faisceaux glissants au milieu du barreau; en les inclinant de 20 à 30° sur la surface, et en les faisant glisser suivant là méthode de Duhamel où d’Æpinus. Si l’on emploie la dernière, il faut placer entre les deux barreaux un petit morceau de bois pour lés maintenir à üne distance Constante. Quand les barreaux partiels dont se composent les faisceaux n’ont pas été aimantés à saturation, on se sert des barreaux nouvellement aimantés, qui possèdent un magnétisme plus fort; pour former d’autres faisceaux.

Nous devons faire remarquer que toutes les dispositions adoptées par Coulomb sont le résultat d'expériences très-précises, dans lesquelles il a déterminé rigoureusement, dans chaque mode d’aimantation, le degré de force des barreaux.

Nous venons d'indiquer quels sont les principaux procédés d’aimantation, et la formation des faisceaux aimantés ; mais, à l’aide de Paction seule de la terre, il est possible d’aimanter des barres de fer et de leur faire conserver la faculté magnétique. Il suffit de les placer dans le méridien magnétique suivant la direction de l'aiguille d’inclinaison et de les frapper à coups de marteau, comme Gilbert l’a découvert en 1600, et comme M. Scoresby l’a vérifié; ou bien de les tordre, ou de leur faire éprouver un changement physique quelconque , afin de leur donner une force coercitive capable de former un aimant permanent.

Mais ces procédés, ou celui par influence d’un autre aimant, ne sont pas les seuls à l’aide desquels on puisse développer la faculté magnétique dans le fer doux et l'acier. L’électricité, soit libre, soit sous forme de courant circulant dans des fils ou dans des hélices, est capable de conduire au même but, et cela avec une intensité d'action bien plus énergique que les procédés décrits précédemment; aussi maintenant y a-t-on recours presque exclusivement, mais il n’en sera question que plus loin.

Quant aux aiguilles aimantées, à leurs formes, à leurs dimensions, ainsi qu’à leur trempe, nous en parlerons dans le livre suivant.

Formes des aimants; armures ou armatures. Nous avons vu que lorsque l’un des pôles est en contact avec l’une des extrémités d’un barreau d’acier, il y développe peu à peu un magnétisme de nom contraire au sien, lequel réagit à son tour sur le magnétisme naturel de l’aimant pour opérer sa décomposition. Ce nouvel accroissement réagit de nouveau sur le barreau, et ainsi de suite, jusqu’à une certaine limite, qui est déterminée par l’état de saturation de l’aimant et du barreau, et la constitution de l'acier. Gette propriété a été mise à profit pour augmenter la force des aimants naturels ou artificiels.

Si à l’un des pôles d’un aimant on applique un morceau de fer doux, auquel est attaché un plateau de balance, dans lequel on met successivement différents poids, jusqu’à ce qu'on ne puisse plus ajouter une nouvelle charge sans séparer le fer doux de l’aimant, on trouve que le lendemain et jours suivants on peut augmenter la charge sans opérer la séparation ; mais si au bout d’un certain temps

on détache forcément le fer doux, laimant west plus capable de soutenir toute la charge qu'il portait avant. Cet effet est facile à expliquer : l’aimant, sous l'influence du fer, avait acquis un excès d'énergie que sa force coercitive ne jui permet pas de garder ; abans donné à lui-même, ilreprend le degré de force qui est propre à sa nature, c’est-à-dire qu'il rentre dans son état de saturation naturel.

Cela posé, considérons un aimant de -forme carrée, À A’, BB’, dont les pôles A et B sont de signe contraire. Si l’on applique au pôle A un morceau de fer doux «a bb, d’une certaine épaisseur, il y aura décomposition de magnétisme naturel dans le fer doux, attraction de magnétisme boréal en bb, et répulsion de magnétisme austral en aa. Placons un autre morceau de fer doux, a'«'b'b' semblable à l’autre, il s’y produira des effets semblables de décomposition. D'après l’expérience précédente , au bout d’un certain temps, chaque pôle aura acquis un excès d'énergie, et par suite l’aimant entier sera capable de soutenir un poids plus considérable qu'avant. Ces appendices en fer doux, que l’on applique contre les aimants aux endroits où les pôles sont situés, sont appelés armatures ou armures de l’aimant, et les parties extrêmes aa b'b' les pieds de l’armure. Leur épaisseur ne peut être déterminée que par l'expérience, attendu qu’elle varie suivant la nature des aimants. Ils ont l'avantage de concentrer en quelques points toute l’action de l'extrémité d’un barreau qui a une certaine longueur. :

Dans un aimant artificiel, rien n’est plus facile que de placer l’armature , puisque l’on sait où sont les pôles. Pour faciliter l’application de l’armure, on donne au barreau la forme d’un fer à

Fig. 163. cheval; mais il n’en est pas de même dans un aimant naturel,

où leur position est inconnue. Il

faut commencer d’abord par la

déterminer ; on scie ensuite les deux côtés où ils se trouvent, perpendiculairement à l'axe polaire, de manière à conserver la €’ plus grande longueur possible,

On polit les faces, puis on leur

applique les armures. La figure

163 représente, d'un côté, un aimant en fer à cheval avec barreaux en retrait, comme cela est indiqué fig. 467, et, de Pautre, un aimant naturel avec son armure, dans laquelle on distingue la jambe AB, les pieds D, C, deux bandes de cuivre E, F, qui sont destinées à serrer fortement les armatures, au moyen d’une vis de cuivre qui en traverse les extrémités. La pièce C'D', servant à suspendre les corps que l’aimant peut soutenir, est en fer doux, et se nomme le portant ou contact ; on est dans l’usage de lui donner 11 millimètres de longueur de plus que la distance qui se trouye entre les faces extérieures des pieds de l’armure; on ne lui donne en général que le E de l’épaisseur de l’aimant. L'expérience a indiqué que la surface de contact du portant doit être polie et légèrement arrondie, de telle sorte qu’il ne touche l’aimant que par une seule ligne. On a trouvé ainsi que le poids porté était plus considérable.

Pour déterminer l'épaisseur de la jambe , on prend dans le même morceau de fer quatre pièces propres à faire quatre armatures , et l’on essaye le poids que porte l’aimant, quand on l’établit sur les deux premières. Ce poids augmente d’abord à mesure que l’on diminue lépaisseur de la jambe en dehors, mais il diminue ensuite, et l’on s’en tient aux dimensions que les deux lames avaient dans Pépreuye qui a précédé la dernière. Alors on donne aux deux autres pièces les dimensions déterminées.

Les aimants artificiels en fer à cheval, à égalité de longueur et de largeur, ont une force relative plus grande quand ils sont plus épais, ainsi que cela résulte des expériences de Coulomb dont nous parlerons dans le prochain chapitre ; en outre, quand on augmente leurs dimensions, les poids portés par les aimants sont comparativement moindres.

Pour donner une idée des limites entre lesquelles les actions sont comprises, nous citerons les résultats suivants obtenus par M. Logerman dans la construction d’aimants formés de lames d’acier de 4 centimètre d'épaisseur : les deux premiers aimants étaient formés d’une seule lame d’acier trempé ; cette lame avait dans le premier aimant 2°,> de largeur, et dans le deuxième, 3 centimètres. Quant au troisième aimant, il était formé par la superposition de 3° barreaux semblables, de 6 centimètres de largeur, celui du milieu dépassant les deux autres comme dans la figure 163.