INDUCTION ÉLECTRO-DYNAMIQUE ET MAGNÉTO- ÉLECTRIQUE

Partant des idées émises par Ampère sur la constitution des aimants, et des propriétés dont jouissent les courants voltaïques de développer la force magnétique dans les barreaux d'acier et de fer doux, M. Faraday fut conduit à rechercher si les aimants ne pourraient pas, à leur tour, développer des courants électriques dans les conducteurs soumis à leur influence. L'expérience ne tarda pas à justifier l'exactitude de ses prévisions. En 1831 (1), il décx)uvrit les courants d'induction, et démontra que les courants voltaïques possèdent Vaction inductrice aussi bien que les aimants. En 183^, M.Masson compléta la belle découverte de M. Faraday, en prouvant que les décharges d'électricité statique exercent une action inductrice du même genre sur les conducteurs voisins.

ARTICLE PREMIER

PHÉNOMÈNES d'iNDUCTION DANS LES FILS MÉTALLIQUES.

Pour développer des phénomènes d'induction dans un circuit composé de fils métalliques, on emploie tantc^t des courants voltaïques, tantôt des barreaux aimantés ou des

(I) Annales de chimie et de physique, 2« série, 1832, t. L, p. r> el 113; — t. M, p. 401.

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électro-aimants, tantôt des décharges d'électricité statique. Les courants induits^ quelle que soit leur origine, peuvent exercer, à leur tour, une action inductrice sur un circuit métallique voisin. Nous devons nous occuper, dans cet article, de l'étude des circonstances au milieu desquelles ces phénomènes prennent naissance.

S !.•*, — Action induelriee des eonrants voltalqvef .

Soient (Fig. 315), AB, CD, deux longs fils de cuivre parallèles, très rapprochés et^fixés sur une planche isolante de bois. CD est en communication avec les extrémités du fil d*un galvanomètre G ; AB sert à fermer le

Fig. 3iS.

circuit d'un électromoteur V. — Au moment où le courant commence et ^'établit en AB, Taiguille du galvanomètre est déviée, etacciise l'existence d'un courant induit (|ui traverse CD dans un sens opposé à celui du courant inducteur AB. — Immédiatement l'aiguille aimantée rétrograde, se fixe sur le zéro après quelques oscillations, ot

persiste dans cette position tant que dure le courant voltaïque AB. — Au moment où le circuit de la pile est rompu, le courant inducteur AB cesse, Taiguille du galvanomètre est de nouveau déviée, mais ce second courant induti développé dans le fil CD est de même sens que le courant inducteur qui vient de cesser en AB. D'ailleurs, comme dans le cas précédent, Taiguille aimantée retombe immédiatement à zéro.

Appelons direct ou positif le courant m^i^^V dont le sens est le môme que celui du courant inducteur, et inverse ounégatif le courant induit ddUt le sens est contraire à celui du courant inducteur. Les faits précédents montrent que :

!• Tout courant voltaïque agit par induction sur un conducteur voisin, au moment où il commence et au moment où il finit; les deux courants induits ainsi développés sont instantanés et de sens contraires; tant que le courant voltaïque persiste, il n'exerce aucune action inductrice.

2° Tout courant voltaïque qui commence développe, dans un circuit fermé, un courant induit inverse ou négatif; tout courant voltaïque qui finit développe un cou* rant induit direct ou positif.

L'action inductrice atteint son maximum quand les deux fils sont parallèles, et devient nulle quand leurs directions sont et restent rectangulaires. Pour des positions intermédiaires, l'action inductrice varie en sens inverse de l'angle compris entre les deux fils.

Les effets sont les mêmes quand, au lieu de tendre les fils en ligne droite, on les dispose, à cAté l'un de l'autre, en zigzags parallèles (Fig. 316).

PHÉNOMÈNES d'iNDUCTION DANS LES PiLS. MÉTALLIQUES. 159

Les deux iils restant fixes dans la même position relative, supposons qu'on augmente et qu'on affaiblisse successivement Yintensité du courant voltaïque dans le fil AB.

Au moment où Yintensité du courant inducteur AB

Y Fig. 316.

augmente, W se développe, en CD, un courant induit in^ verse ou négatif; au moment où l'intensité du courant inducteur AB diminue, il se développe, en CD, un courant induit direct ou positif. Tant que Yintensité du courant inducteur ne varie pas, il n'y a pas d'effet d'induction produit.

I^es fils CD et AB, plies en zigzag (fig. 316), étant fixés sur des planches de bois séparées et placées à distance, faisons communiquer le premier avec les extrémités d'un galvanomètre, et le second avec les p(Mes d'une pile; puis rapprochons et écartons rapidement le fil AB du fil CD, en leur conservant toujours des directions parallèles.

Au moment où le courant inducteur AB est vivement rapproché^ il se développe, en CD, un courant induit inverse ou négatif. Pendant ce premier temps de l'opéra-

160 ÉLjECTRIClTÉ DYNAMIQUE.

tion, le courant inducteur et le courant induit sont parailèies et de sens inverses ; leur réaction électro-dynamique est donc répulsive^ et contrarie le mouvement de rapprochement des fils Â6, CD.

Au moment où le courant inducteur k!^ est vivement éloigné, il se développe, en CD, un courant induit direct ou positif. Pendant ce second temps de l'opération, le courant inducteur et le courant induit sont parallèles et de même sens; leur réaction électro-dynamique est donc attractive, et contrarie encore le mouvement d'éloignement des fils AB, CD.

Enfin, tant que la distance des fils AB, CD ne varie pas, il n'y a pas d'effet d'induction produit.

Ainsi, en résumé :

1** Un courant qui commence , un courant dont l'intensité augmente, un courant qui se rapproche, agissent de la même manière sur un fil métallique voisin, et développait toujours un courant induit inverse ou négatif.

2° Un courant qui finit, un courant dont l'intensité diminue, un courant qui s* éloigne, exercent le même genre d'action sur un fil métallique voisin, et développent toujours un courant induit direct ou positif.

Soient maintenant AB, DE (Fig. 317), deux fils métalliques hori^zontaux, très rapprochés et placés dans des directions rectangulaires. AB ferme le circuit d'une pile, et DE complète le circuit d'un galvanomètre.

Tout en maintenant DE dans le même plan vertical, nous pouvons rapprocher ou éloigner ce fil de AB, ou même le faire tourner autour du point d'entrecroisementC.

PHÉNOMÈNES d'induction DANS LES FILS METALLIQUES. 161

l^ raison de symétrie, il ne se développe aucune trace lYinduction dans le fil DE.

Mais, 1^ nous faisons tourner DE autour du point d'entrecroisement C et dans un plan horizontal, la position angulaire relative des deux conducteurs change à chaque instant» et Yinduction se développe. Dans ce mouvement de révolution, le fil AB reste immobile, et le fil DE prend .successivement les quatre positions représentées dans les

fig. 318.

Fis. 319.

Fig. 3«0.

Figures 317, 318, 319, 320. La déviation de Faiguille du galvanomètre montre que :

Dans le premier quart de révolution, pendant que le fil induit passe de la position DE à la position D'E\ le courant induit circule de D en Bv par conséciuent, la réac-

tion électrcKdynamique du courant inducteur et du courant induit est* répulsive^ et contrarie le mouvemenl de déplacement du fll DE.

Dans le deuxième quart de révolution, pendant que le fll induit passe de la position D'E' à la position D"E", le courant induit change de sens et marche de E en D ; la réaction électro-dynamique des deux courants devient donc attractive, et contrarie encore le mouvement de dé* placement du fil DE.

Dans le troisième quart de révolution, pendant que le fll induit passe de la position D"E" à la position D'"E'", le courant i?îduit conserve le même sens et continue à marcher de E en D ; niais, par ce fait même, la réaction électro-dynamique des deux courants devient répulsive, et contrarie le mouvement de déplacement du fil DE.

Ekifin, dans le quatrième quart de révolution, pendant que le fil induit passe de la position D'" E'" à la position primitive DE, le courant induit change de sens et marche de D en E ; dès lors, la réaction électro-dynamique des doux courants est attractive, et contrarie toujours le mouvement de déplacement du fil DE.

Si, pour point de départ du mouvement de révolution, nous prenons la position D'E' dans laquelle le fil induit et le fil inducteur sont parallèles, nous voyons que :

Dans la première demi-révolution , pendant que le fil induit passe de la position D'E' à la position D"'E'", le courant induit marche de E en D.

Dans la deuxième demi-révolution, pendant que le fil induit passe de la position D'"E'" à la position D'E', le courant induit change We sens, et marche de D en E.