CHAPITRE PREMIER

Action de l'électricité sur les aimants , l'acier et le fer doux.

Action d'un courant électrique sur l'aiguille aimantée. On a vu au commencement du livre Il, tome I‘, que la découverte capitale qui sert de base à l’électro-magnétisme est due à Oersted ; cette découverte consiste en ce fait, que, si l’on approche d’un fil de métal qui joint les deux pôles d’une pile, une aiguille aimantée suspendue sur

Fig. 34. un pivot, on voit celle-ci

TS CRT el —— tourner, s'agiter, par suite A æ—5 6 E d'une action émanant du fil conducteur. Pour étu-

—— dier toutes les circonstan-

ces de cette action, l’aiguille fut d’abord placée au-dessus du fil tendu horizontalement dans le plan du méridien magnétique. Le pôle nord fut chassé dans un sens et le pôle sud dans l’autre. Quand l'aiguille était trèsrapprochée du fil et que l’action de la pile était vive, l'aiguille se mettait à angle droit avec le fil; en plaçant l’aiguille au-dessous, la déviation était inverse; en la mettant à droite ou à gauche, elle s’inclinait dans un sens ou dans un autre. De là OErsted tira la conséquence que de semblables effets étaient dus à une force qui agissait d’une manière révolutiye autour du fil. À ce fait fondamental se borne la part qui lui revient dans la découverte de l’élec-

tro-magnétisme; on doit attribuer à Ampère et à d’autres physiciens, mais particulièrement au premier, la gloire d’avoir créé Pélectro-dynamique, qui comprend tous les phénomènes relatifs à l'action des aimants sur les courants et des courants surles courants.

On a déjà vu , tome I, page 62, que l’on est convenu de prendre pour la direction d’un courant celle qu'il affecte quand il va du pôle positif au pôle négatif, Lorsque le courant passe par un conducteur rectiligne, on l'appelle courant rectiligne ; s’il traverse un cylindre creux, courant cylindrique ; un fil courbe, courant curviligne. Si le courant forme un circuit complet, on dit que le courant est fermé.

L'action d’un courant rectiligne sur une aiguille aimantée se borne à faire tourner celle-ci autour de son centre de gravité, dans le cas où le courant est au-dessus ou au-dessous; mais, dans d’autres cas, il peut déterminer une action dans le sens de la longueur de l'aimant qui porte celui-ci dans un sens ou dans l’autre. L’expérience suivante, qui est due à M. Boisgiraud , montre le phénomène d’une manière fort simple :

On prend une aiguille à coudre que lon aïmante à saturation ; après avoir passé cette aiguille dans les doigts, on la pose avec précaution sur un vase d’un orifice un peu large et plein d’eau; on sait que cette aiguille, par un effet de capillarité, surnage sur le liquide. On approche alors de l'aiguille un fil horizontal parcouru par un courant électrique, et l’on voit celle-ci se diriger perpendiculairement au courant, comme ci-dessus; mais en outre, si l’on déplace le fil de façon à le rapprocher d’une des extrémités de l’aiguille, on voit celle-ci suivre ce mouvement, et se placer toujours de façon que le plan mené par le fil et par le centre de gravité de l'aiguille, ou, pour mieux dire, par le point neutre, soit normal à cette aiguille. Si, le fil étant fixe, on éloigne l'aiguille aimantée dans le sens de sa longueur, avec un corps quelconque, quand lobstacle n’exerce plus d'action, elle revient à sa position première d'équilibre, de manière qu'il y ait de chaque côté du courant la moitié de l'aiguille aimantée, c’est-à-dire que le point neutre soit exactement au-dessous du fil.

Action à distance. La découverte de la loi qui règle l’action à distance est due à MM. Biot et Savart : pour Pobserver, ils prirent une aiguille aimantée B, fig. 179 bis, suspendue à un fil de cocon au moyen d'une chape de cuivre, et placée sous une cloche de verre afin d'éviter les agitations de l’air. Pour se débarrasser entièrement

ET ÉLECTRO-MAGNÉTISME. TER [Fig. 179 bis. e de l’action du magnétisme terres- = (re, ils neutralisèrent cette action au moyen d’un barreau A’B' placé dans l’axe de l'aiguille, les pôles inversesen regard et à une distance convenable , pour que les oscillations fussent extrêmement lentes :

au moyen de cette disposition, l'aiguille fut préparée à obéir sans difficulté à l’action du courant. Ils employèrent ensuite un gros fil de cuivre ez de trois mètres environ de longueur, tendu verticalement et traversé par le courant. L'appareil était tellement disposé que l’on pouvait varier la distance du fil à laiguille, qui correspondait toujours sensiblement au milieu de sa longueur; la distance de l'aiguille au fil pouvait varier, en outre, au moyen de l’engrenage. D’après la loi découverte par OErsted, Païiguille se mit immédiatement en croix avec le courant; en la dérangeant de sa position d’équilibre, elle y revenait par une suite d’oscillations isochrones, dont la durée dépendait de Pintensité du courant. En variant la distance, et comptant la durée de dix oscillations pour en déduire le temps d’une oscillation, puis se servant de la formule du pendule, MM. Biot et Savart ont trouvé que la force électro-magnétique exercée de la part du fil sur l’aimant est en raison inverse de la simple distance qui les sépare.

On a supposé que le courant était rectiligne et indéfini relativement à la longueur de l'aiguille ; on avait donc par conséquent la résultante des actions exercées par tout le fil sur Vaiguille. M. Delaplace qui a cherché par le calcul la force électro-dynamique exercée par un élément de ce fil a trouvé qu’en supposant la force élémentaire agissant en raison inverse.du carré de la distance, l’action d’un long fil devait en effet varier en raison inverse de la simple distance (*).

(*) On peut démontrer comme il suit que, si l’action exercée par un élément du fil sur l'aiguille aimantée est en raison inverse du carré de la distance, l’action du fil longitudinal cz! (fig. 179 ler), supposé d'une longueur indéfinie, sera en raison inverse de la simple distance du fil à l'aiguille.

Soit v' un élément du fil d’une longueur dx, % étant la distance de v' au point M; soit ensuite #20" —71 la distance de cet élément au centre de gravité de l’aiguille très-petite, où l'action peut être considérée comme concentrée. Si l’on appelle

MM. Biot et Savart ont cherché également si l’action de chaque tranche de fil était encore la même dans toutes les directions à distance égale ; ou si elle éprouvait des éhangements dans différents sens. Ils tendirent à cet effet, dans un filan vertical un long fil ez, plié

Fig. 179 ter. en un point de matière que les deux parties fis-

NS sent deux angles égaux avec l’horizontäle passant par le point de cotirbure. Ils tendirent ensuite un autre fil semblablè aü premier dans une direction verticale e’z', lequel n’était Séparé du premier au

. point de courbure, que paË une feuille de papier très-mince. L’aiguille aimantée ayant été suspendue devant ce double fil, ils firent passer successivement le courant dans le fil vertical et dans le fil oblique, puis ils firent osciller läiguille ; des résultats obtenus on.a déduit, par le calcul ; que l’action de chaque élément oblique sur chaque molécule du magnétisme austral ou boréal de l’aiguille est proportionnelle au sinus de l'angle formé par l'élément du courant et par la ligne qui

a une constante dépendant de intensité du courant et de la puissance magnétique FÉRÉE 4 : ; adx de l'aiguille A, l’action d’un élément du fil peut être supposée par hypothèse Trire Or, Comme v'M — x si mM — D, b étant une constante dans chaque expérience,

adx il viendra pour l’action d’un élément du fi => He FFE g

+ œ L'action du fil indéfini c’z' sera donc he adx

a a(= Cette expression peut être mise sous Ja forme Z a

Je 0

est la différentielle de l'arc dont la tangente est 5 ; si l'on prend la valeur de l'inté-,

grale définie quand x varie de — @& à 4 &, l'arc dont la tangente est . varie de 70 à à -f- 90°, et cette valeur est égale à x. On aura donc pour l’action du fil c'z' Te, c’est-à-dire que l’action sera en raison de la distance mM du fil au centre de

gravité de l'aiguille, On doit remarquer que si le fil était circulaire etentourait le petit

barreau » de façon à êlre partout à une distance d de son centre de gravité, l’action a:27b : 2ar

de ce courant serait égale à Dar cpriC ’est-à-dire qu’elle serait double de celle qui est produite par le courant indéfini tangent au cercle en M, (E, Becquerel.)

joint le milieu de cet élément avec le pôle magnétique ; cette action est en outre inversement proportionnelle au carré de la distance.

Enfin on a reconnu par l'expérience que l'intensité du courant électrique est la même en un point quelconque un fil de métal qui joint les deux extrémités d’une pile.

Hélices. Puisqu'une aiguille aimantée, suivant qu’elle ést placée au-dessus ou au-dessous du fil conjonctif ; se dirige perpendiculairement à la direction de ce fil, avec cette différence néanmoins, que, dans chaque cas, le même pôle n’est pas dirigé du même côté, il en sera encore de même lorsque le fil sera replié sur lui-même de manière à former un circuit fermé, et que l'aiguille sera placée entre les "Fig. 180: deux parties: Il résulte de là que, si l’on plie le fil sur lui-même de manière à ce que le courant ne puisse passer d’une spire dans autre, condition qui est remplie en employant un fil recouvert de soie , on forme des hélices dont l’action sur l’aiguille aimantée augmente en raison du nombre des spires: C’est ce principe qui a servi de base à la construction des multiplicateurs. (Voir tome I®', page 65.)

On obtient le même résultat avec des hélices que lon forme en enroulant convenablement un fil de métal sur un tube de verre ; Phélice est dextrorsum où w sinistrorsum, selon que le fil va vers la droite ou vers la gauche : dans la première, le pôle boréal de l’aimant est toujours du côté par où entre le courant; dans la seconde, c’est le pôle austral qui se trouve à lPextrémité positive. Les hélices sur lesquels Ampère à opéré avaient le même diamètre, et les spires dont elles étaient composé es avaient des inclinaisons égales.

Rotation des aimants par l’influence de courants. Lorsqu'un barreau aimanté, librement suspendu, est placé au-dessus, au-dessous, à droite ou à gauche d’un fil de métal parcouru par un courant électrique, comme nous venons de le voir, le même pôle est chassé d’un côté ou de l’autre, et s'incline suivant la direction du courant. Voilà ce qui se passe toutes les fois que le barreau est libre de se mouvoir dans un plan horizontal ; mais, si les conditions sont convenables et qu'il soit disposé de manière à pouvoir circuler autour dun fil conducteur, il tourne autour de ce fil.

M. Faraday a effectué cette rotation d’une manière très-simple. Nous distinguerons deux cas : la rotation du barreau autour d'une

Fig. 180bis. ligne parallèle à son axe, et la rotation autour de l’axe même du barreau. On prend une large éprouvette

» + €n verre E, qui est presque entièrement remplie de — mercure; un aimant cylindrique AB de 0" 18 à

0",20 de longueur, est placé verticalement dans le mercure au moyen d’un lest en platine P; le bout supérieur de cet aimant s'élève de quelques millimètres au-dessus de la surface du mercure. Une tige métallique { plongeant dans le mercure est mise en Com On avec le pôle négatif d’une pile, et une autre tige D, qui plonge également dans le mercure très-près du contour extérieur de l’éprouvette, communique avec le pôle positif. Aussitôt que l’appareil commence à fonctionner, l’aimant se met à tourner dans le même sens autour de la tige, avec un mouvement plus ou moins rapide, suivant la force de la pile et celle de laimant. Le pôle inférieur B de l’aimant, qui est plus éloigné du centre d’action que le pôle A, ne concourt pas à l'effet général ; ce dernier est par conséquent la cause immédiate du phénomène.

Ne pouvant analyser complétement ici toutes les circonstances des expériences, nous nous bornons à indiquer seulement quel est l’effet produit. Rernarquons avant tout qu'indépendamment du courant qui arrive ou qui sort par la tige é, il s'établit encore à la surface du mercure des courants horizontaux qui le traversent dans, toutes sortes de direction, et qui, par leur action sur le pôle A de l’aimant, donne lieu à l’effet que l’on observe.

Pour obtenir le mouvement de rotation de Paimant autour de son axe, il faut, comme l’a fait M. Ampère, pratiquer à l’extrémité supérieure de l’aimant AB une petite cavité qui sert de coupe, pour y placer du mercure; puis l’on abaisse la pointe de la tige {, jusqu’à ce qu’elle atteigne le mercure sans toucher Paimant. Quand la communication est établie avec la pile, laimant se met à tourner sur lui-même avec une grande vitesse : en changeant la direction du courant, l'effet est inverse.

Comme conséquence de l'effet indiqué on peut dire qu'un aimant tourne autour de son axe quand il est soumis à l’action de courants horizontaux qui convergent vers son centre ou qui divergent, mais qui sont dirigés en sens opposés par rapport à chaque pôle.

Pour démontrer la rotation d’un aimant autour d’un courant, on peut se servir d’un fil de cuivre parcouru par un courant, et d’un aimant formé par une lame d'acier aimantée, longue de 20 centi-

mètres environ, mais courbée deux fois en son milieu, de façon qu’à sa partie centrale se trouve une portion de lame de 1 ou 2 centimètres d’étendue et perpendiculaire aux deux moitiés de ce barreau. Ces deux moitiés sont du reste dans deux directions parallèles et opposées, c’est-à-dire à 180° l’une et l’autre. Le fil conducteur en cuivre passe au milieu de la partie centrale, et est rendu parallèle aux deux moitiés de l’aimant ; l’on s’arrange pour que celui-ci soit en équilibre sur le fil, et l’on fait arriver le courant par cette partie centrale, les extrémités du fil étant en contact avec des pôles de la pile ; aussitôt aimant. formé des deux parties de la lame aimantée placée de chaque côté du fil, se met en rotation suivant le sens du courant. Nous citerons un petit appareil de ce genre, construit par M. Breton, et qui est propre à cette démonstration.

Action produile sur l'aiguille aimantée du multiplicateur par

les décharges d'une bouteille de Leyde. On ne peut observer cette

- action qu’autant que les différents tours du fil du multiplicateur sont isolés convenablement, c’est-à-dire enduits de gomme laque après avoir été recouverts de soie. Une pointe très-fine ayant été fixée à chacune des extrémités du fil, l’une d’elles fut mise en communication avec les coussins d’une machine électrique, l’autre fut il placée devant un des conducteurs, à différentes hauteurs, pour soutirer l'électricité positive. M. Colladon, qui fit le premier cette expérience, obtint une déviation pouvant aller jusqu’à 909 à 4-décimètre de distance. La déviation allait en diminuant en s’éloignant, et elle était encore sensible quand la pointe se trouvait à 4 mètre du conducteur.

- Il paraît que l’action soutirante d’une pointe est sensiblement proportionnelle à la distance du conducteur, mais qu’à une certaine proximité cette action n’augmente plus. Avec la machine à cylindre, qui n’a qu’un seul coussin, la loi de proportionnalité fut maintenue pour de plus petites distances, et en outre la déviation a marché régulièrement, c’est-à-dire qu’elle a été proportionnelle à la vitesse avec laquelle on a tourné la manivelle, comme on à pu s’en assurer en réglant le mouvement avec un compteur.

Avec une bouteille de Leyde de 18 décimètres carrés, chargée aussi fortement que possible, la déviation a été de 32°.

M. Faraday a reconnu qu'il était nécessaire, pour qu’un courant obtenu avec un écoulement d'électricité d’une machine ordinaire qui traverse un multiplicateur, fit dévier l'aiguille aimantée, que l’action eüt le temps de se développer, condition qui était remplie

ns PEL T Ag RÉ ee es ete demi AU

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en transmettant le courant à travers l’eau; un fil, l'air raréfié, ou au moyen de pointes dans lair: on obtient alors les mêmes effets qu’avec un courant voltaïque. Il a reconnu, en outre, que l’eau salée et les acides étaient plus convenables pour produire des effets que tout autre mode, comme les pointes et les balles, attendu que les premiers convertissent la charge d’une puissante batterie en un courant continu , qui agit comme tel sur laiguille aimantée, et qui ne dérange pas sensiblement le magnétisme des aiguilles.

Voici quelques-unes des expériences qui ont été faites à ce sujet: on prit une batterie électrique composée de quinze jarres, présentant chacune une surface armée sur les deux faces de 2,96 carrés. Cette batterie fut chargée avec une forte machine électrique. Les deux surfaces de cette batterie furent mises en communication avec des tuyaux qui servaient à transporter le gaz dans divers, quartiers de Londres; afin de faire parcourir à Pélectricité de grandes distances. M: Faraday s’attacha d’abord à déterminer le pouvoir retardataire des mauvais conducteurs, en employant un multiplicateur à deux aiguilles, composé de deux parties indépendantes, et formées chacune de 6 mètres de fil de cuivre recouvert de soie : les deux moitiés étaient semblables en figure et en nombre de tours ; elles étaient placées l’une à côté de l’autre, et séparées par un petit intervalle, où se trouvait l'aiguille. Lorsque les courants introduits dans les deux moitiés avaient la même direction , ils agissaient sur l'aiguille, avec la somme de leurs puissances; dans le cas contraire, ils agissaient avec leur différence. La jarre de verre qui recouvrait l'appareil et qui portait l'aiguille, était revêtue en dedans et en dehors, jusqu’à une certaine hauteur, pour que Pon püt observer les mouvements de l'aiguille. La partie supérieure non revêtue fut entourée d'un fil de métal garni de nombreuses pointes aiguës. Quand le fil et les deux surfaces armées communiquaient ensemble au moyen des longs conducteurs des tuyaux à gaz, on pouvait alors approcher une pointe isolée on une balle à üne distance de 27 millimètres du multiplicateur, sans que l'aiguille füt affectée par Pattraction où là répulsion ordinaire. Il n°y avait donc pas d'électricité libre pendant la décharge de la batterie. L'une des extrémités du fil où du multiplicateur fut mise ensuite en communication avec la surface extérieure de la batterie et le long conducteur; l’autre extrémité fut jointe à la surface intérieure au moyen d’une tige de décharge, par l'intermédiaire d’un cordon enroulé de 17,30 de long. La batterie ayant été chargée positivement, on

la déchargea avec la tige, de manière que le courant traversât le multiplicateur ; l’aiguille fut aussitôt déviée.

Pendant que l'aiguille oscillait, on chargeait rapidement la batterie, et, lorsque l’oscillation recommencçait, on faisait passer de nouveau la décharge au travers ; en répétant plusieurs fois cette action, les oscillations passèrent 40° degrés. L'effet produit ne variait ni dans sa direction, ni dans son degré, lorsqu'on se servait d’un cordon court et épais, ou même de quatre cordons épais, au lieu du fil mince et long. Avec un multiplicateur très-sensible, laiguille éprouvait une secousse après chaque décharge.

Les déviations eurent lieu dans le même sens que si un courant électrique eût passé à travers le galvanomètre, c’est-à-dire de même que si la surface de la batterie chargée positivement eût été remplacée par le pôle positif de l'appareil voltaïque et la surface négative par le pôle négatif. }

La batterie ayant été mise de côté, l’on établit ensuite la communication de manière à ce que le courant de la machine passât du premier conducteur dans la tige de décharge, puis à travers le cordon humide, le fil du multiplicateur, et enfin dans le conducteur qui le dispersait. On pouvait arrêter ce courant quelques moments en enlevant la baguette de décharge et en arrêtant la machine. L’aiguille fut disposée de telle sorte, que lorsque les oscillations avaient peu d’étendue, il lui fallait 25 battements d’une montre pour effectuer une oscillation.

Le courant venant de la machine traversa le fil du multiplicateur pendant 25 battements, ensuite il fut interrompu pendant 25 autres battements, renouvelé pendant 25 battements, et ainsi de suite. L’aiguille commença bientôt à osciller, et l'amplitude de loscillation alla jusqu’à 40°.

En substituant au cordon mouillé un fil de cuivre, les effets furent tout à fait les mêmes. Au lieu de faire passer l’électricité à travers la sphère avec la tige de décharge, qui était mise en contact avec le conducteur, on fixa quatre pointes sur la baguette; quand on faisait passer le courant, elles étaient suspendues à environ 33 centimètres loin du conducteur; dans ce cas, l'aiguille était for« tement déviée, et les résultats s’accordaient parfaitement avec les premiers.

Ces expériences prouvent bien que l'on peut obtenir une déviation continue de l'aiguille aimantée dans le multiplicateur avec là machine électrique ordinaire, pourvt que l’on donné le temps à

VPaction de se produire, résultat que l’on obtient en faisant traverser à l'électricité des conducteurs imparfaits.

Aimantation du fer et de l'acier par les courants électriques. Aussitôt après la découverte de action d'un courant sur l'aiguille aimantée, Arago trouva que ce même courant développait fortement la vertu magnétique dans des lames de fer doux ou d’acier qui ne la possédaient pas avant. Il observa que de la limaille de fer doux, placée à peu de distance d’un fil de métal qui joint les deux extrémités d’une pile, est attirée par lui, et retombe aussitôt que celle-ci cesse de fonctionner.

Fig. 181. On peut obtenir cet effet en tendant un fil de cuivre MN entre deux montants de bois AB, et approchant de ce fil parcouru par un courant électrique une feuille de papier recouverte de limaille de fer : la limaille entoure alors le fil et y reste adhérente; mais, aussitôt que l'on rompt le circuit de la pile, la limaille de fer tombe. Il est nécessaire que le fil de cuivre n’ait pas un trop gros diamètre pour que cette expérience réussisse bien avec une pile de Bunsen de 40 à 20 éléments.

Le fil conjonctif plongé dans la limaille, comme il vient d’être dit, s’en charge tout autour en formant desanneaux concentriques, dont l'épaisseur, qui est quelquefois de plusieurs millimètres, dépend de la force de la pile.

Si l’on substitue au fer doux de petites aiguilles d’acier, on leur donne une aïmantation permanente, et elles se mettent en croix avec le fil conjonctif en tournant chaque pôle d'un côté ou d’un autre, suivant le sens du courant. Il'résulte de ces observations ct de celles qui ont été rapportées précédemment, que, pour donner du magnétisme aux aiguilles qui en sont privées, il faut les placer dans la direction perpendiculaire au fil conjonctif; ou bien, si l’on veut leur procurer un fort degré d’aimantation , les introduire dans une hélice analogue à celles de la page 167, et faire passer le courant à travers le fil. 11 suffit d’un seul instant pour aimanter une aiguille par ce procédé aussi complétement que possible.

On peut employer la disposition suivante pour aimanter des tiges d'acier à laide des courants électriques. Une hélice formée par un fil enroulé de soie et contourné autour d’un tube de cuivre ou de verre AB est placée horizontalement sur deux montants en

Fig: 182. . bois M et N, fixés à une tablette en bois. En plaçant dans l’intérieur du tube AB des tiges d'acier ab, de différentes grosseurs, on reconnait qu’elles sont aimantées par le passage du courant dans le fil de hélice; on les plonge à cet effet dans la limaille de fer, ou on les approche d’une aiguille aimantée. Quand on substitue à la tige en acier, au milieu du tube AB, une tige en fer doux, dont la longueur est un peu plus grande que AB, on reconnaît que cette tige s’aimante également, mais seulement pendant le passage du couant: on peut suspendre alors aux extrémités de la tige de fer doux des petits morceaux de fer ou d'acier ; aussitôt que le courant électrique cesse de circuler dans Phélice le fer doux perd son aimantation.

Lorsqu'on fait ces expériences, on est témoin d’un effet dont nous avons parlé pages 80 et164, et qui prouve l’existence d’une composante horizontale agissant de la part d’une hélice sur une barre en fer doux. Si le courant est un peu énergique et que la tige de fer doux puisse glisser librement dans le tube AB, avant le passage du courant on place la tige de fer de façon qu’elle sorte à moitié d’un côté en dehors de lhélice ; alors, aussitôt que Pon fait passer le courant électrique dans le fil conducteur, la tige de fer est attirée vivement dans l’intérieur du tube, et vient se placer entre les deux extrémités de l’hélice AB.

Arago a aimanté un fil d'acier placé dans Vaxe d’une hélice formée par deux hélices symétriques disposées bout à bout, et dirigées en sens contraire. Le courant électrique, en parcourant les spires de ces deux hélices, aimanta les portions correspondantes du fil d'acier comme si elles avaient été séparées les unes des autres ; il en est résulté un point conséquent à la jonction de chacune des hélices. On conçoit qu’on puisse faire naître ainsi plusieurs points conséquents dans un barreau acier en le plaçant au milieu d’un tube de verre entouré par un fil conducteur successivement enroulé en divers sens.

J1 résulte encore des observations d’Arago, que dans l’intérieur d’une hélice suffisamment longue par rapport à son diamètre, et dont Le pas est très-court, des aiguilles placées d’une manière quelconque, mais parallèlement à axe, acquièrent toutes à peu près la même intensité magnétique ; à l'extérieur Paimantation est très-

rt

faible, et d'autant moindre que l'hélice et plus longue et les spires plus rapprochées.

Nobili, ayant construit une spirale plane avec un fil de cuivre, plaça entre les spires isolées les unes des autres, perpendiculairement à leur plan, des aiguilles d'acier. Ayant fait passer des courants électriques à travers la spirale, il a vu les aiguilles situées vers le centre et vers la circonférence, s’aimanter en sens inverse. On explique cet effet en remarquant que sur chaque aiguille il y a actions des spires extérieures et des spires intérieures qui ont lieu en sens inverse : suivant que l’une ou l’autre action prédomine, l’aimantation est différente.

M. Abria a étudié, à l’aide de courants constants, l’aimantation des aiguilles d’acier placées dans des hélices. Il a trouvé que, dans une même hélice, non-seulement l'intensité magnétique absolue des aiguilles de longueur et de diamètre variables, mais encore la loi que suit la variation de cette intensité avec la force du courant, changent avec la longueur et le diamètre. Ainsi, le diamètre ne rariant pas, l’intensité magnétique croît pour une certaine longueur comme l'intensité du courant, et pour une longueur plus grande, comme le carré de cette intensité; pour des longueurs intermédiaires, elle varie plus rapidement que suivant la première loi, et moins rapidement que suivant la seconde.

De deux hélices de même longueur, mais renfermant des nombres de spires différentes, la plus énergique est celle qui a le plus de tours. Quand l'intensité du courant est un peu forte, le degré d’aimantation communiqué aux aiguilles est à peu près proportionnel au nombre de tours de spires.

Les enveloppes métalliques dont on entoure les aiguilles dans l'intérieur de hélice n’exercent aucune influence sur le sens et l'intensité d’aimantation produite , dans le cas où les enveloppes’ne sont pas formées d’un métal magnétique.

Enfin M. Abria a observé qu’une aiguille trempée soumise à l’action d’un courant possède, après un intervalle de temps très-court, tout le magnétisme qu'elle peut acquérir. Siune aiguille déjà aimantée est soumise à une action en sens inverse, elle finitpar s’aimanter inversement; mais, quand elle a été désaimantée par l'action du courant, elle ne se comporte pas comme auparavant: la nouvelle intensité magnétique qu’elle prend est tantôt plus grande, tantôt plus petite que celle qu’elle avait prise primitivement.

Électro-aimants. On a vu dansle livre IX* quelles ont été les ten-

tatives faites pour former des aimants artificiels doués d’une grande énergie; mais les résultats obtenus ne sont rien en comparaison des effets produits dans le fer par l'influence des courants électriques énergiques. Il suffit d’enrouler autour d’un barreau de fer doux, et toujours dans le même sens un fil demétal recouvert de soie ou de coton , dans lequel on fait passer un courant électrique pour avoir un puissant aimant; ce fil agit comme une hélice, et, d’après ce que l’on a vu plus haut, le fer s’aimante en présentant des pôles contraires aux deux extrémités : on’a alors ce que lon nomme un électro-aimant rectiligne. Si l’on prend, au lieu d’une barre de fer droite, une barre de fer recourbée en fer à cheval, et qu’on enroule le fil en sens inverse autour des deux branches, on a un électro-aimant courbé ou en fer à cheval, qui est d’aufant plus commode pour montrer les effets d'attraction produite par l'électricité, que les deux pôles sont plus rapprochés Pun de l’autre : dans ce cas, l’armature en fer doux est attirée en vertu de cette double action.

Fig. 183.

La figure 483 représente deux électro-aimants en fer à cheval: le premier formé avec une barre de fer courbée BED; le deuxième avec deux électro-aimants rectilignes A'B', CD", mais qui, étant fixés solidement à une traverse en fer doux E'G', fait fonction d’électroaimant en fer à cheval. Les électro-aimants de la seconde forme offrent plus de facilité et de régularité de travail, car on peut enrouler des fils sur des bobines rectilignes, ou bien sur des barreaux de fer placés sur un tour, et ensuite par leur réunion former Pélectroaimant.

Il y a des électro-aimants de toute grosseur : on peut employer des tiges de fer depuis 4 centimètre de diamètre jusqu'à 40 à 41 centimètres. La force que l’on pent développer ainsi est énorme ; elle dépend de la force de la pile, de la longueur du fil, de sa grosseur et de l'épaisseur du fer employé, et quand la barre de fer a plusieurs centimètres de diamètre, c’est par centaines de kilogram-

mes qu'il faut compter pour vaincre l’adhérence de l’armature

Fig. 172. contre les faces polaires de l’électro-aimant. Nous plaçons de nouveau ici la figure 172, qui représente un électro-aimant d’une puissance considérable, et qui a été disposé pour étudier action du magnétisme sur tous les corps.

On peut dire que la découverte de la puissance d’aimantation due à l'électricité. est une des plus grandes de ce siècle et une des plus prodigieuses que l’on puisse concevoir, quand on songe qu'à une distance de deux cents, trois cents et même de mille lieues, on peut provoquer presque instantanément une puissante attraction au moyen d’une pile et à l’aide d'un fil métallique qui joindrait les deux stations. Nous verrons dans les livres suivants le parti immense que la science en a tiré pour la construction des télégraphes électriques, et l'espoir que l’on a de pouvoir arriver à la construction de machines électro-magnétiques. Nous devons faire remarquer seulement que cette énorme puissance ne se produit presque qu’au contact, et diminue très-rapidement, à mesure que le fer doux s’éloigne des faces polaires des électro-aimants.

Conditions diverses des électro-aimants. Les effets produits dépendent de plusieurs conditions dont nous allons successivement parler : 4° de la nature du fer ou du métal magnétique dont est formé lPélectro-aimant ;

2% De la nature de la substance servant d’enveloppe en partie ou en totalité à l’électro-aimant;

3 Des dimensions des barreaux de fer et de leur forme ;

4 De la longueur et du diamètre des fils conducteurs ainsi que du nombre de tours de spire;

5° De l’énergie du courant électrique.

La qualité du fer, ou du moins la manière dont il est préparé, influe beaucoup sur la force de l’électro-aimant. Il faut qu'il soit aussi doux que possible, et il est nécessaire de le recuire plusieurs fois de

suite. La rapidité avec laquelle le fer perd son aimantation dès que le courant cesse dépend aussi de la nature et de la forme de lPélectro-aimant. AinSi, en général, au moment où un courant œæsse de passer dans le circuit, si l'armature de lélectro-aimant est sollicitée à tomber par un poids, ce n'est pas immédiatement que l’armature tombe, mais quelques instants après. Le contact qui a lieu entre l’armature et le fer de l’électro-aimant se maintient ainsi par suite d’une aimantation par influence qui subsiste pendant un certain temps; mais en arrachant violemment l’armature, alors le magnétisme disparaît en partie, suivant le degré de pureté du fer. On peut montrer par une expérience fort simple cette influence du contact due à la proximité de l’armature : si entre l’armature et les faces polaires d’un électro-aimant on met une feuille de papier, la disparition du magnétisme cesse beaucoup plus vite, et l'armature tombe aussitôt que le courant cesse de passer.

Lorsque l’on emploie un faisceau de fils de fer doux au lieu d'un cylindre massif de ce métal, on aremarqué que la désaimantation est plus rapide ; cela tient probablement à un effet d’induction que nous aurons à étudier plus loin : en effet, dans la réunion des fils, les courants par induction ne se développent pas comme dans un conducteur homogène, et la cessation de l’aimantation est plus rapide. Mais comme le poids porté par l’électro-aimant, toutes choses égales d'ailleurs, est plus grand avec un barreau plein qu'avec pires et . celui-ci étant d’ailleurs plus facile à fabriquer, on préfère l'emploi de ce dernier.

Quand on fait usage de barreaux en acier au lieu de barreaux en fer doux, ils s’aimantent également, et dépassent le maximum d’aimantation que ces barreaux acquer raient par les procédés ordinaires ; mais, quand le courant cesse, acier perd une partie de

sa puissance, et ne conserve qu'un excès dépendant de sa force coer-

citive. Il résulte de là qu’à l’aide de ces procédés, ou même avec un électro-aimant ordinaire en fer doux, on aimante l'acier plus énergiquement que par les autres procédés connus.

On peut faire varier la rapidité de désaimantation du fer dans des limites très-étendues, en diminuant l'intensité du courant, en employant du fer très-bien travaillé et très-doux, et en évitant le contact entre les armatures et le fer. C’est ainsi que dans les appareils d’induction analogues à ceux que nous décrirons plus loin, et que dans les machines électro-magnétiques, on peut produire un très-grand nombre d’aimantations et de désaimantations d’une barre de fer

re ne. es FE PP : à nt)

dans un temps donné. Pour donner une idée de la limite que l’on

peut atteindre, en $e servant également de Päction d’un ressort,

nous citerons un petit appareil construit par M. Froment, analogue

à un instrument employé par MM. Neef et Delarive, et utilisé par

d’autres physiciens, ainsi qu'on le verra dans les livres suivants.

Il consiste en un petit électro-aimant AB, dont l’armature, qui se Fig, 184.

compose d’une plaque de fer très-légère «b, peut osciller entre les pôles À et B, d’une part, et une vis d'arrêt V, d'autre part , contre laquelle un ressort tend à la faire appuyer. Un courant électrique introduit dans l'appareil passe par la plaque de fer ab et son arrêt V, de telle façon que le circuit est interrompu dès que ces deux pièces se séparent. Get effet se produit de lui-même en interposant dans le circuit le fil qui entoure Pélectro-aimant, car celui-ci attire alors la plaque de fer doux, qui, en se séparant de son arrêt, interrompt le passage du courant : aussitôt l'aimantation cesse, la lame de fer, poussée par le ressort, retourne frapper l'arrêt et fermer de nouveau le circuit; le mouvement se continue ainsi par une suite d’aimantations et de désaimantations dont on peut régler la rapidité, et qui peuvent se renouveler un grand nombre de fois par seconde. En tournant les têtes des vis, on fait varier le nombre de vibrations et la force du ressort, et on fait rendre à l’instrument tous les sons de l'échelle musicale, ce qui permet d’en déduire le nombre de vibrations dans un temps donné.

L’enveloppe qui entoure le fer d’un électro-aimant, et sur laquelle est envoulé le fil conducteur, a une influence sur la rapidité des aimantations et des désaimantations, mais non sur le poids porté ou sur l'intensité magnétique développée. Aïnsi, une enveloppe en cuivre où en un métal bon conducteur diminue le nombre d’aimantations que l’on peut obtenir dans un temps donné, et cela d’après les effets d’induction qui ont lieu, ainsi qu’on le verra plus loin. Aussi, dans les appareils où lon veut produire un grand

nombre d’alternatives d’aimantation, emploie-t-on des enveloppes en ivoire, en bois, en carton, ou faites avec un corps non conducteur.

La forme des électro-aimants dépend des effets que l’on a en vue. Quand ils sont rectilignes, à égalité de conditions, la longueur influe sur leur puissance; mais, quand ils sont en fer à cheval, la longueur n'influe pas, la distance des deux pôles restant la même : cet effet provient de l’action des armatures rapprochées (Nicklès).

Mais si, sans rien changér à l'intensité du courant et à la longueur du fil, on fait varier là distañe qui existe entre les branches polaires d’un électro-aimant; alors l’action exercée sur Parmature ne reste pas la même: M. Nicklès; en étudiant les effets produits à l’aide d’un électro-äimänt en fér à cheval de la forme de celui indiqué fig. 183, dont on püuvait approcher ou reculer à volonté l’une des branches de l’autre, a trouvé que la puissance d’aimantation s’accroit d'abord régulièrement comme dans lés électro-aimants rectilignes, puis décroit ensuite après avoir passé par un maximum, variable avec Pintensité du Courant et dont l'amplitude angmente avec cétte intensité. Ainsi, pour dé faibles courants ét en variant peu les distances des branches de l’électro-aimant, l’action est à peu près lâ même, comme M. Dub l'avait observé; maïs, quand l'intensité du courant est très-grande, la puissance magnétiqué augménté avec l’écartement, même lorsque celui-ci ést de 30 centimètres (Nicklès).

Ainsi, dans la construction des électro-aimants en fér à cheval, il faut avoir soin de donnér aux branches un écartement approprié à l’intensité magnétique qué l’on se propose de développer. En général, on s’en tient aux dimensions suivantes : la longueur de chaque branche enveloppée de fil varie entre 2 fois et demie et 4 foïs le diamètre du barreau de fer; l’écartement dés branches à l'intérieur a de 1 fois et demie à 2 fois Ie diamètre du fer; quant à la longueur du fil enroulé, elle dépend des effets que l’on veut produiré, et on entoure habituellement les deux branches jusqu’à ce que lés bohines de chaque côté sé touchent par les dérnières rangées des tours de spires de fil.

On peut encore donner aux électro-aimants différentes formes : si l’on considère un électro-aimant rectiligné, et que lon soude aux deux extrémités du cylindre en fer deux plaques circulaires également en fer et de même diamètre que la bobine, on voit que, lors du passage du courant dans le fil conducteur les deux plaques circulaires s’aimanteront chacune dans un sens différent sur toute leur surface. Les circonférences de ces plaques séront donc

aimantées, et, en plaçant une armature en fer parallèle à l’axe de la bobine et de façon qu’elle touche ces circonférences en deux points, on observera une vive attraction , quelle que soit la position de l’armature autour de la bobine; telle est la disposition des élecfro-aimants circulaires :

Fig, 241,

La figure 241 représente un électro-aimant circulaire dont nous reparlerons dans le livre XIT, et dans lequel, d’après M. Nicklès, les deux plaques de fer et l’axe de même métal peuvent recevoir un mouvement de rotation, indépendamment de la bobine qui est fixée sur le support en bois.

On donne habituellement à l’armature en fer doux des électro-aimants en fer à cheval la même épaisseur que le diamètre du barreau, car, si elle est peu épaisse, le poids porté est moindre (voir fig. 162).

La longueur et le nombre des tours de spires employés dépendent également des effets que l’on veut obtenir. Dans les télégraphes où l’on fait usage de courants peu énergiques, mais à forte tension, il faut autour des électro-aimants des fils très-fins entourés de soie, et formant un grand nombre de circonvolutions, afin que l’effet magnétique soit appréciable. Si l’on veut avoir un électro-aimant portant un poids de fer un peu considérable, on prend un fil conducteur un peu gros, depuis 4 millimètre jusqu’à 3 et 4 millimètres de diamètre, et on fait usage d’une pile à large surface. En général, il est préférable de se servir de fils de cuivre rouge, à cause de la bonne conductibilité de ce métal.

Plusieurs physiciens ont cherché depuis MM. OErsted , Arago, Ampère et Savary les différentes conditions qui peuvent influer sur la force des aimants, afin d'établir les lois des électro-aimants; on peut citer entre autres MM. Lenz et Jacoby, de Haldat, Poggendorf, etc. Mais le sujet est loin d’être épuisé, ainsi qu’on va le voir.

Lorsqu'on emploie des courants qui ne sont pas très-énergiques pour aimanter un électro-aimant, l'intensité magnétique peut être

considérée comme proportionnelle à l'intensité du courant et au nombre de tours de spires. Dès lors Paction par influence exercée sur une armature de fer doux à distance est proportionnelle au carré de ces quantités. On a déjà parlé de cette relation, page 58. Il est donc facile, d’après cette donnée et d’après les lois des courants établis tome I‘, page 83, de trouver dans quelles conditions il faudra faire usage de fils conducteurs de petit ou de gros diamètre (*). Mais comment éette puissance magnétique est-elle repartie dans la masse du fer doux ? C’est ce qui n’est pas encore bien connu. Il résulte toutefois des expériences de MM. Joule, de Haldat, Feilitzsch, Muller, etc., que le fer possède une limite de développement de magnétisme, et que la loi énoncée plus haut ne s'applique plus quand les courants électriques ont une certaine énergie, ou que les barreaux de fer ont un petit diamètre; en d’autres termes, dans un même électroaimant, la force magnétique au delà d’une certaine limite ne croît pas enraison de la puissance du courant, et tend vers un état de saturation. D’après M. Muller (”), on a les résultats suivants : 4° dans les

(*) En admettant que l’action exercée sur une armature en fer doux soit proportionnelle au carré de l'intensité du courant, il est facile d’en déduire la longueur à donner à un fil métallique pour avoir le maximum d'action magnétique d’une pile déterminée. Soit R la résistance de là pile et E son pouyoir électro-moteur ; soit r nE Fr Or laction exercée par l’électro-aimant sur l’armature en fer doux est proportionnelle au carré de cette intensité; elle l’est également à la longueur du fil enroulé, c’est-à-dire qu’elle est aussi proportionelle à 7. La force aimantaire pourra

la résistance du fil qui entoure l’électro-aimant. L’intensité du courant est 1 = R

À n°E?r ; ; donc être représentée par la formule F — TEE Or, il est facile de voir que

l'expression de F est susceptible d’un maximum lorsque ?' varie; en effet, la diffén'E?(R—71)

TR ? et pour que cette expression soit zéro, il

rentielle par rapport à r est faut queR = 7.

Ainsi dans les limites où les lois précédentes sont applicables, quand le fil conduc- {eur enroulé autour de lélectro-aimant a une résistance égale à celle de la pile,

celle-ci donne le maximum d’aimantation.

(**) Voici la formule qui représente ces lois : 3 m p = 220 d°tang 0,00005 di° p est la puissance magnétique que l’on obtiendrait en multipliant l'intensité du courant par le nombre de tours de spire qui composent l’hélice; », la puissance magnélique du barreau et 4 le diamètre de celui-ci.

Pour une intensité électrique infinie, on aurait p—@; mais »% a une valeur RIRE ER m x re 42 finie, puisqu'il suffit de supposer = 1 = pour arriver à cette limite. DIE! PPOSEE GGov0s d° — ” 2 : m PES 8 On voit en outre que lorsque tang. 0.00005 gd: "à qu'une valeur restreinte, #» ñ s . ñ ?

est à peu près proportionel à p.

barreaux de fer des électro-aimants, chaque molécule possède un maximum magnétique croissant proportionnellement au carré des diamètres des barreaux.

2% Pour développer dans des barreaux de fer de différentes sections la même partie aliquote de leur maximum magnétique, il faut employer des courants dont les intensités soient entre elles comme les racines carrées des cubes des rayons.

3 Dans les limites entre lesquelles la puissance magnétique est proportionnelle à lintensité du courant, la puissance magnétique développée par des intensités électriques égales dans des barreaux. variables de diamètre, est proportionnelle à la racine carrée des diamètres.

Ainsi, quand on veut augmenter de beaucoup la puissance magnétique d’un électro-aimant.et faire usage de courants électriques très-énergiques, il faut des électro-aimants à barre de fer d'un très-fort diamètre, car plus le diamètre est petit, plus on atteint rapidement la limite de saturation énoncée plus haut,

Actions magnétiques produites dans des minerais de fer par l'in- [luence des courants. Si Von place dans l'intérieur du cadre d’un multiplicateur de petites cartouches en papier d’un millimètre de diamètre et remplies de protoxyde de fer ou d’un mélange de deutoxyde et de tritoxyde, et qu'on fasse passer un fort courant dans Le fil qui entoure le cadre, en général la cartouche est attirée dans le plan de l'appareil, et, après quelques oscillations, se place dans le sens des circonvolutions , au lieu de se mettre à angle droit, comme le ferait un barreau de fer doux. Si l’on cherche la distribution des pôles dans la cartouche avec un petit barreau aimanté, on trouve que la distribution du magnétisme s’est opérée dans le sens transversal du fil, au lieu de s’être faite dans le sens longitudinal, comme dans les aiguilles aimantées.

Si l’on veut avoir: une distribution du magnétisme dans le sens longitudinal , il suffit de maintenir pendant quelques instants la cartouche que renferme le deutoxyde de fer dans la direction perpendiculaire aux circonvolutions : on peut même lui faire acquérir une polarité telle que la cartouche se maintienne à 45° par rapport à la direction des circonvolutions. Quand la cartouche ne renferme que du tritoxyde de fer, il n’y a qu’une seule position d’équilibre pour elle, c’est celle de la direction des circonvolutions. Ces eflets dépendent de la manière dont sont distribuées les particules magnétiques et de la nature de celles-ci. On peut du reste

consulter ce que nous avons déjà dit sur ce sujet dans le livre IX, page 49, à propos de l’action du magnétisme sur les corps (Becquerel).

Aimantation par les décharges électriques. L'électricité statique, en circulant dans un fil condueteur, peut aimanter des aiguilles d'acier ou des morceaux de fer placés à distance, comme les courants électriques; mais, ce passage ayant lieu par décharges, les conditions sont différentes que dans le cas d’une circulation continue, ainsi qu’on va le voir :

Lorsqu'on fait passer la décharge d’une machine électrique dans un fil droit en mettant en communication les deux extrémités avec les conducteurs et les coussins, on n’obtient aucun effet dans une aiguille placée très-près de ce fil tant que le courant est continu; mais, pour peu qu’on tire de petites étincelles, l'aiguille commence à s’aimanter, et le magnétisme augmente à mesure que les étincelles sont plus fortes et partent de plus loin. En employant les hélices, les effets sont encore plus marqués; dans ce cas, le courant continu, comme l’a observé M. Ridolphi, peut donner le magnétisme à une aiguille.

Les décharges des bouteilles de Leyde ou des batteries agissent puissamment pour développer le magnétisme quand elles s’exercent dans des fils droits ou dans des hélices; mais leur action est dépendante de la distance des-spires aux aiguilles, non-seulement pour l'intensité du magnétisme, mais encore pour la nature de l'effet produit. Les recherches de Savary ont montré les différents effets qui peuvent se présenter : il a commencé par opérer sur des aiguilles d'acier très-fines, placées horizontalement à diverses hauteurs, et perpendiculairement à un fil métallique en ligne droite et également horizontal; leur milieu correspondait verticalement à la direction du fil. Il a d’abord pris un fil de platine de + de millimètre de grosseur et de 2 mètres de longueur. Après avoir fait passer dans le fil de platine la décharge d'une batterie électrique de 2,44 de surface, il les fit osciller pour déterminer la quantité de magnétisme qu'elles avaient prise; il obtint les résultats suivants :

DISTANCES DURÉE SENS AIGUILLES. [DES AIGUILLES de 60 de | au fil. OSCILLATIONS. [Lama vrarIon.

en contact avec Es le fil: ‘ Positive.

LULLIEETE A

1,2 du fil. 318 Id.

5 Négative.

Ces résultats montrent une propriété très-remarquable des décharges électriques , celle de produire une aimantation en sens inverse, suivant la distance de l'aiguille au fil; dans les expériences précédentes, le sens de l'aimantation a changé deux fois. Les aiguilles w’ont pas pris de points conséquents; le maximum d'intensité pour les aiguilles négatives s’est trouvé à 5 millimètres du fil, et les maxima des aiguilles positives au contact et à 3 centimètres de distance.

Quand on fait varier les longueurs des aiguilles, on trouve que les distances auxquelles a lieu le changement de sens dans l’aimantation ne diffère que de quelques dixièmes de millimètre.

Dans les expériences précédentes, le fil de platine avait 2 mètres de longueur ; si on ne lui en donne plus que la moitié, les résultats sont différents : Savary a obtenu quatre changements dans le sens de l’aimantation, et les aiguilles qui étaient négatives dans la première expérience sont devenues positives dans la seconde, et réciproquement. Le dernier maximum, qui se trouvait à 3 centimètres de hauteur, a été à 4°%,5 ; sa valeur n’est plus que 34”.

Lorsque, la longueur du fil restant la même, on fait varier le dia-

cat.

mètre, les résultats changent également. Avec un fil de Om», 37 de diamètre, le changement de signe a eu lieu aux distances 3,5, 9 et 19; avec ur fil de £ de millimètre il n'y à plus eu changement dans le sens de l’aimantation, et le maximum d'intensité s’est trouvé à 41 millimètres de hauteur, c’est-à-dire à une distance cinq fois moindre du fil que lorsqu'on opérait avec un fil trois fois plus gros.

Si lon fait passer dans le même fil des décharges de plus en plus faibles, le maximum diminue à mesure que l’on approche du conducteur, sans cependant obtenir de changement de signe.

Une décharge donnée produit toujours une aimantation dont l’intensité est d’autant plus grande que la longueur du fil est plus grande par rapport à son diamètre. Cet accroissement dans les effets a une limite que Savary a déterminée. Il résulte de là que pour une même batterie, des fils de même longueur et des aiguilles pareilles, les résultats dépendent de l'intensité de la décharge, du diamètre et de la longueur du fil ; les résultats dépendent aussi de la nature du fil.

Nous ne mentionnons ici que les résultats les plus importants observés par Savary, afin que l'on puisse prendre une idée juste de l’aimantation des aiguilles d’acier au moyen des décharges électriques.

Dans les hélices on observa des effets du même genre. L’hélice dont Savary a fait usage était un cylindre creux en bois de 9 centimètres de longueur et d'environ 6,5 de diamètre, autour duquel était enroulé un fil de laiton de O"m,18 de grosseur; le pas de l’hélice pouvait avoir 3 millimètres de hauteur. En donnant au fil une longueur de 0,80, des aiguilles de 45 millimètres de longueur, de + de millimètre de diamètre et trempées roides, ont été aimantées par des décharges de plus en plus fortes. II a obtenu les résultats suivants pour la durée de 60 oscillations, en suivant l’ordre d’intensité croissante des décharges : + 95",6; + 567,8; — 327,9; — 98",5: = 98",0 5497", ; — 49,0; — 33",1;—57",6; + 27,8; + 23,0; + 34,6; — 1,15; + 31/,3. Cette série indique que le sens de l’aimantation a changé six fois. En diminuant encore la ! longueur du fil, peut-être obtiendrait-on un plus grand nombre d’inversions.

Si l'on augmente la longueur du fil sans changer la partie enrou- 4 lée en hélice, il faut employer une force plus grande pour obtenir | lespremiers changements de signe; mais ensuite il n’y a plus de ren-

ET RENE RE ENTRE REEERE TEE E NE RE RE RE RTE PTE nn pepe eo TPS

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versement, et l’on ne trouxe plus que des variations d'intensité magnétique. Savary a examiné ensuite le cas où le diamètre et la longueur du fil étant les mêmes, on change successivement la longueur, le diamètre et le pas de J’hélice. La longueur des hélices, aussitôt qu'elle est égale à sept ou huit fois leur diamètre, et deux fois plus grande que la longueur des aiguilles, n’exerce plus ou presque plus d'influence sur l'intensité magnétique. Quand on donne aux surfaces électrisées des étendues différentes et de plus en plus petites, à mesure que par des charges égales la tension est plus élevée, on trouve que lès maxima d'intensité magnétique pour la même hélice ont moins de valeur.

Arago ayant trouvé que dans Fintérieur d’une hélice des aiguilles semblables sont également aimantées, M. Savary a soumis à l’expérience les différentes parties d’une même aiguille pour déterminer les effets dus à la différence de longueur. Il a observé que des fragments égaux d’une même aiguille étaient toujours aimantés également et dans le même sens que celui de Paiguille entière, mais que des aiguilles de 5 millimètres de longueur ont pris moins d’intensité magnétique que les fragments égaux des aiguilles de 40 millimètres, quoique de même sens, et ceux-ci moins encore que les fragments des aiguilles plus longues.

Arago avait trouvé que la force qui aimante le fer et l'acier transmet son action à travers le bois, le verre et les autres corps isolants , el que, dans ce cas, l'aimantation est la même. Savary a cherché Pinfluence des corps conducteurs dans laimantation. Il « placé en conséquence dans une hélice deux aiguilles, Fune sans enveloppe, l’autre entourée d’un cylindre épais de cuivre rouge isolé du conducteur ; il a trouvé que la décharge aimantant fortement la première ne produisait aucun effet sur la seconde. Mais, en diminuant peu à peu l’épaisseur de Fenveloppe, l'intensité des décharges étant toujours la même, les aiguilles enveloppées commencèrent à éprouver une action de plus en plus sensible. L'aiguille, après avoir éprouvé un maximum, se rapprocha de nouveau par des diminutions successives du degré d’aimantation de l’autre aiguille. I trouva aussi qu’en augmentant lintensité des décharges, Pépaisseur d’enveloppe pour laquelle les deux aiguilles recevaient le même degré d’aimantation devenait de plus en plus grande.

Savary a varié ses expériences en prenant des enveloppes de métaux de diamètre et d'épaisseur différents. Après le fer, les métaux les meilleurs conducteurs exercent des actions plus éner-

giques que les autres. Il a également étudié le mode d'action des plaques métalliques qui sont sous l'influence des décharges transmises par un fil conducteur rectiligne, sur des aiguilles d’acier disposées transversalement à ce fil. Il est arrivé entre autres aux résultats suivants :

1° Une large plaque, interposée entre le conducteur et les aiguilles pour des décharges très-faibles, affaiblit beaucoup laimantation , et l’augmente pour des décharges plus fortes; ainsi, pour une même charge, une plaque mince et une‘plaque épaisse peuvent produire des effets contraires, et il y a une certaine épaisseur dont l'effet est nul.

2 Des aiguilles étant posées sur la plaque entre cette plaque et le fil, pour de très-faibles décharges la plaque augmente leur aimantation, et d'autant plus qu'elle est plus épaisse. Il y a telle décharge pour laquelle une plaque épaisse l’augmente, et une plaque mince la diminue; pour des décharges plus fortes, l'une et l’autre laffaiblissent, la dernière surtout, et elle finit par donner aux aiguilles un magnétisme contraire à celui que le courant seul développait.

3% En général, les deux faces d’une même plaque exercent des actions contraires.

4° Les plaques de différents métaux, de même forme et d’égale épaisseur, exercent des actions qui varient avec l'intensité des décharges. Ainsi le cuivre rouge en plaques minces agit moins que le laiton; avec des plaques beaucoup plus minces, ilagit au contraire davantage.

Nous ne multiplierons pasles résultats obtenus par Savary ; le renversement de pôle qu’il a observé tient à ce que la décharge électrique donne lieu à'des effets d’induction inverses à différentes distances, et provenant de ce que, le courant électrique dù à la décharge étant de peu de durée, les courants d’induction produits lors de la fermeture et de l'ouverture du cireuit ont lieu presque simultanément; elles montrent néanmoins que l’un ou l’antre peuvent prédominer suivant la position des aiguilles par rapport aux fils, et donner lieu à des aimantations en sens inverses. L’aclion des enveloppes métalliques est également due à des effets d’induction que nous étudierons dans le chapitre IV® de ce livre, et peut être rapprochée de l'action des enveloppes métalliques sur les électro-aimants, dont on a déjà dit quelques mots précédemment. Du reste, en parlant de l'induction due à l'électricité statique, on donnera d’autres exemples d’effets de ce genre.

ee FAR RER RER SE pa 2. PP EX

CHAPEPRE IT.

Action des courants les uns sur les autres.

re 2 260 —

L'action des courants les uns sur les autres a été observée pour la première fois par Ampère, peu de temps après la découverte de l'action d’un courant sur Paiguille aimantée; il en a déduit une

théorie mathématique à aide de laquelle il a établi l'identité entre

| les phénomènes magnétiques et les phénomènes électro-dynamiques.

Interrupleurs etcommulateurs. Dans toutes les expériences d’élec-

l tro-dynamique et d’électro-magnétisme , on a besoin d'interrompre

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