PHÉNOMÈNES D^INBUCTION DANS LES FILS MÉTALLIQUES. 22S

de M. Henry (de Princeton) (1) que raclion inductrice de la spirale  sur la spirale B n'est influencée ni par la présence, ni par la nature, ni par l'épaisseur du diaphragme C, pourvu que ce diaphragme soit lui-même un corps iso^ tant et que la distance des deux bobines reste la môme.

Mais, si le diaphragme C est un cylindre métallique^ VaimantcHion d'une aiguille d'acier trempé placée dans la spirale supplémentaire 5, qui complète le circuit de la spirale induite B, devient d'autant plus faible que le diaphragme interposé C est plus épais. D'après les observations de M . Henry, cette influence des diaphragmes métalliques sur l'intensité de l'aimentation communiquée par les courants induits de la spirale B est due à l'action de courants induits développés en môme temps dans le diaphragme interposé. Aussi, pour annuler complètement l'influence de ces diaphragmes métalliques, suflit-il de pratiquer une fente dans toute leur longueur et suivant une de leurs arêtes ; les diaphragmes métalliques se conduisent alors comme des corps isolants. Dans ce cas, en effet, il ne peut plus s'établir de courants induits dans le diaphragme, parce que tous les circuits partiels que ces courants pourraient suivre se trouvent interrompus. Les diaphragmes métalliques interposés agissent sur r^Vm^e//^ des courants induits comme sur leurs propriétés d* aimantation. Sous leur influence, les étincelles lardent de leur éclat et de leur intensité.

En place de^la spirale supplémentaire «, faisons entrer un galvanomètre ou un voltamètre dans le circuit de la bobine

(I) Ann. de chimie et dephys., 3' série, 1841, t. III, p. 399.

induite B. — L'expérience démontre que les diaphragmes métalliques interposés n'exercent aucune influence ni sur la réaction électro-magnétique^ ni sur la puissance électrolytiquc des courants induits de la spirale B. L'iimplitude de la déviation de l'aiguille aimantée et la quantité de liquide électrolytiquement décomposé ne sont nullement altérées par la présence de ces diaphragmes 7nélalliques,

Remplaçons le diaphragme métallique C par une spirale. — Tant que son circuit reste ouvert, cette spirale additionnelle n'exerce aucune influence sur les courants induits développés en B. — Quand, au contraire, le circuit de la spirale additionnelle est fermé, les courants induits développés en B perdent de leur tension.

Ce que nous savons de l'action des courants induits sur les conducteurs voisins suffit pour rendre compte de l'influence des diaphragmes métalliques placés entre la spirale induite et la spirale inductrice. — Supposons, en efifet, que le courant inducteur de la bobine A soit intetTompu. A ce moment, un courant induit direct de premier ordre est développé, en même temps, dans le diaphragme C et la spirale B. Mais, à son début, le courant induit en C développe, en B, une force électromotrice inverse^ de deuxième ordre, opposée à celle du courant induit de premier ordre de la spirale B, et qui en diminue l'intensité. Au moment où il finit, le courant induit en C développe, en B, une force électromotrice directe, de deuxième ordre, qui s'ajoute h celle du courant induit de premier ordre da la spirale Bot en augmente l'intensité. Par le fait du d('»veloppement simultané desdeux ex)urants iuduits de premier

PHÉNOMÈNES D'iNDUCTION DANS LES FILS MÉTALLIQUES. 225

ordre^ l'un en B, Fautre en C, le premier est affaibli pendant toute la période d'accroissement du second , et au contraire le premier est renforcé pendant toute la période de décroisscment du second. En somme, au milieu de ces alternatives à! affaiblissement et de renforcement^ Taction inductrice totale subie par la spirale B conserve le même signe et la même valew\ mais sa durée gsX prolongée. lien résulte nécessairement que le courant Muit de premier ordre de la spirale B reste le même en quantité, et perd de sa tension. Ck)mme d'ailleurs toutes ces actions se passent dans un temps très court, la déviation de l'aiguille aimantéeet les effets électroly tiques restent l'expression fidèle de la quantité d'électricité mise en mouvement, et ne sont pas influencés par la présence des diaphragmes métalliques. Mais Yaimantation de l'aiguille d'acier et V étincelle, qui traduisent surtout la tension du courant induit , sont affaiblies, l'une et l'autre, par l'interposition de ces diaphragmes. — Il est évident que les choses se passent de même au moment où le circuit voltaïque est fermé, et que le courant inverse de premier ordre développé dans la spirale B doit rester le même en quantité et perdre de sa tension.

La même explication rend compte des faits constatés par MM. Masson et Breguet dans leur Mémoire déjà cité sur l'induction (1). Ces deux physiciens ont montré que la présence d'une bobine fermée sur elle-même dans le voisinage d'une bobine traversée par un courant vollaï(iue affaiblit considérablement l'intensité de V extra-courant .

(I) Ann, de chim. et de phys., 3* série, 18i2, t. IV, p. 140. If. 13.

— Quand le circuit de la bobine est fermé au moyen d'un conducteur additionnel^ son influence est moindre, et d'autant plus faible que la résistance de ce conducteur additionnel est plus grande. — Enfin, l'influence de la bobine voisine est nulle, quand son circuit reste ouvert.

Nous avons vu (page 211) que, pour augmenter l'action de la spirale inductrice, on place dans son intérieur «n cylindre de fer doux. Ce cylindre s'aimante au moment où le courant voltaïque commence, et perd son aimantation au moment où le courant finit. Les actions inductrices du courant et du cylindre de fer doux sont donc de même sens, et s'ajoutent.

Soient : A (Fig. 3^8) une spiraleinductrice, D un cylindre de fer doux, B la spirale induite. Au moment où le

Fig. 3i8.

circuit de la spirale A est ferme, le cylindre D s'aimante; mais, en outre, sa surface est parcourue par des conrantî induits inverses, — Au moment où le circuit de la spirale A est rompu, le cylindre D perd son aimantation; mais, en

PHÉNOMÈNES d'iNDUCTION DANS LES FILS MÉTALLIQUES. 227

outre, sa surface est parcourue par des courants induiis directs.

Ces courants induits inverses et directs, alternativement développés dans les couches superficielles du cylindre do fer doux D, réagissent à leur tour sur la spirale induite B, et produisent les mêmes effets que les courants induits développés dans les diaphragmes métalliques placés entre la spirale inductrice et la spirale induite; ils affaiblissent l'élément tension, et n'exercent aucune influence sur rélément quantité des courants induits développés dans la spirale B.

Pour obvier à cet inconvénient, il suffît de remplacer le cylindre de fer doux D par un faisceau de flls de fer recouverts d*une légère couche de vernis à la gommelaque. Le faisceau passe par les mêmes variations d'aimantation que le cylindre, mais le développement des courants induits est empêché par l'isolement des flls qui le composent. On peut même se dispenser d'enduire les fils de vernis à la gomme-laque, leur surface se recouvre de Itères couches d'oxyde suffisantes pour les isoler.

(Conformément à ce que la théorie permettait de prévoir, les effets de quantité (actions galvanométrique et élcclmlytique) des courants induits développés dans la spirale B restent les mêmes, après la substitution du faisceau de fils de fer au cylindre de fer doux ; mais tous les effets de tension de ces courants (étincelle à l'air libre, aimantation d'une aiguille d'acier trempé) gagnent en intensité.

§ V. -— Aolion ioduclrioe des décharges d'électricité statique.

Dès 1831 , M. Faraday (1) essaya de déterminer des courants (ïinduction avec les courants de décharge d'une bouteille de Leyde. Il n'obtint que des effets douteux d*aiinantation d'aiguilles d'acier placées dans une bobine. Cependant, ajoute-t-il, « il ne s'ensuit pas que la décharge » de l'électricité statique par un fil métallique ne puisse » pas produire des effets analogues à ceux qu'on obtient » avec l'électricité voltaïque; mais, comme il semble im- » possible de séparer les effets produits au moment que » la décharge commence, d'avec les effets égaux et con- » traires qui ont lieu lorsque la décharge finit, par la >) raison qu'avec l'électricité statique ces moments sont » simultanés, il est à peine permis d'espérer qu'on puisse » les observer dans les expériences faites par ce moyen. »

Dès 183^ (2), M. Masson, dans une lettre adressée à l'Académie des sciences, annonçait qu'il était parvenu à aimanter une aiguille d'acier au moyen des courants induits déterminés par des décharges de bouteilles de Leyde. MM. Henry (de Princeton) (3), Riess (^), Marianini (5) firent, à peu près simultanément et indépendamment les uns des autres, une étude approfondie de l'action

(1) Experimen!al Researches, t. I, p. G. — Ann. de chim, et de phys., 2* série, 1832, t. L, p. 13.

(2) Ann. dechim. et de fhys., 2^ série, 1840, t. LXXÏV, p. 159, en note.

(3) ïbid., y série, 1841, t. lU, p. 394.

(4) Ibid,, 2* série, 1840, t. LXXIV, p. 158. (r,) /6fd.,l844, t. X, p. 498.

PHÉNOMÈNES d'induction DANS LES FILS MÉTALLIQUES. 229

inductrice des décharges d'électricité statique. Depuis, IfU. Dove(l), Knochenhauer(2), Matteucci (3) et beaucoup l'autres physiciens se sont occupés du même sujet. Mais 'étude la plus complète, et surtout la plus remarquable par 'exactitude du procédé expérimental, qui ait été faite de 'action inductrice des courants de décharge, est celle que K. Yerdet a publiée en 1868 [U).

M. Verdet, frappé de l'incertitude des résultats fournis parraimantation de l'acier et du fer doux, et parles inlications galvanométriques, a eu l'heureuse idée de reix)urir aux effets électrolytiques des courants induits pour étudier l'action inductrice des décharges dëlectricité statique ; le phénomène connu sous le nom de polarisation des électrodes lui servait à mettre en évidence l'action chimique de ces courants induits. Nous n'entrerons pas ici dans le détail des précautions prises par cet habile physicien, pour se mettre à l'abri de toutes les causes d'erreur ; nous nous contenterons de rapporter les résultats généraux de son travail.

Toutes les fois que le circuit induit est entièrement continu^ on n'obtient de polarisation sensible qu'avec des décharges extrêmement fortes. D'ailleurs, les traces de polarisation fournies par ces fortes décharges indiquent que le courant induit marche dans le sens de la décharye inductrice,

(1) Ann. de chim, et de phys,, 3« série, 1842, t. IV, p. 336.

(2) Jbid., 3- série, 1846, t. XVU, p. 75.

(3) Jbid., 3* série, 1842, t. IV, p. 153. — Cours spécial sur Vinduction. Paris, 1854.

(4) Ann. de chim. et de phys., 3* série, t848, t. XXIV, p. 377.

M. Verdet a pratiqué une interruption dans le circuit induit: l'étincelle avait lieu entre une pointe métallique et la surface d'une petite masse de mercure placée dans une capsule. La distance de la pointe métallique au mercure pouvait être augmentée ou diminuée à volonté; elle était toujours mesurée très exactement. Avec cette disposition, \2i polarisation est généralement assez forte, et peut s'éleva jusqu'à dévier de 90° l'aiguille du galvanomètre.

Lorsque la pointe représente le pôle positif et le mercure le pôle négatif d'un courant de même sens que la décharge, le sens de la polarisation est constant. Quelle que soit la distance de la pointe au mercure, le sens du courant induit, conclu de celui de la polarisation, est le même que celui de la décharge inductrice,

Lorsque^la pointe représente le pôle négatif et le mercure le pôle />os2V//* d'un courant de môme sens que la décharge, si la distance est petite, le sens de la polarisation est variable; mais, à partir d'une certaine distance et pour les valeurs supérieures, le sens du courant induit devient constant y et est le m^/we que celui delà décharge inductrice.

Si Ton introduit, dans le circuit du courant induit, deux interruptions semblables, disposées de façon que le mercure représente dans l'une le pôle négatif et dans l'autre le pôle positif d'un courant de môme sens que la décharge, alors toute irrégularité disparaît, et le sens du courant induit, conclu du sens de la polarisation, est le même que celui de la décharge inductrice.

Enfin, ni la distance des deux spirales, ni la conductibilité du circuit inducteur, ni la conductibilité du circuit induit n*ont d'influence sur la marche générale des phénomènes.

PHENOMENES d'iNDUCTION DANS LES FILS MÉTALLIQUES. 231

Ces résultats sont complètement indépendants de la nature de Télectricité qui a servi à charger la batterie électrique.

Pour se rendre oomptede ces résultats, M.Verdet admet, conformément aux idées émises par M. Faraday, que la décharge d'unebatterie doit être divisée en deux périodes. Dans la première, la vitesse de Télectricité s'accélère et produit, dans le tircuit voisin, un courant induit inverse; dans la seconde, la vitesse de l'électricité diminue et produit, dans le circuit voisin, un courant induit direct. Ces deux périodes n'ont probablement pas la même durée et la deuxième est plus courte que Xîipremière, Il en résulte que :

!• Dans les deux courants induits^ la quantité d'élec* tricité mise en mouvement est la même.

2» La durée du courant direct est plus courte que celle du courant inverse. Par conséquent, la tension^ ou la tendance à vaincre la résistance des mauvais conducteurs et à donner Tétincelle, est plus grande dans le courant direct que dans le courant inverse. Cette prédominance de tension du côté du courant direct est, d'ailleurs, parfaitement d'accord avec les résultats fournis par l'aimantation.

On comprend facilement ainsi pouniuoi, avec un circuit induit continu^ la polarisation est insensible ; et pourquoi, quand le circuit induit est interrompu^ l'action du courant direct devient prédominante et commande le sens de la polarisation.

Si, pour de très petites distances et lorsque le mercure représente le pôle positif du courant direct, le sens de la polarisation est quelquefois commandé par le courant îVî-

verscy cela lient à une circonstance particulière. Les expériences de M. De la Rive (1) prouvent que Tare voltaïque, entre une pointe et une surface plane, s'établit plus facilement quand la pointe représente le pôle /wsiVi/ que dans le cas contraire. Lors donc que le pôle positif du courant direct est au mercure et celui du courant inverse à la pointe métallique, le courant inverse, bien qu'il ait moins de tension, peut cependant, si la distance est très petite, passer en plus forte proportion que le courant direct et commander le sens de la polarisation.

Enfin, M. Verdet a étudié, par le même procédé, les courants induits d'ordres su/jérieurs correspondants à un courant de décharge d'électricité statique. 11 a constaté que chacun des courants de premier ordre produit deux courants induits de second ordre, opposés Tun à l'autre. Quand le circuit de second ordre est entièrement continu, les quatre courants de second ordre sont égaux en quantité, et se font équilibre; il n'y a pas de polarisation. Quand le circuit de second ordre est interrompu, la polarisation indique une prédominance constante du côté des courants de second ordre qui marchent en sens inverse de celui de la décharge de la batterie, et la polarisation est constamment produite dans cette direction.

Dans son Mémoire déjà cité (2), M. Masson a étudié avec beaucoup de soin cette question des courants induits de divers ordres développés par les décharges d'électricité

(I) Compt. rend, de VAcad. des se, 18*6, t. XXU, p. 690. {2) Comptes rendus de V Académie des sciences, 1856, l. XLHI, p. 1115.

CONSIDÉRATIONS SUR LES COURANTS d'iNDUCTION. 233

statique. — 11 a successivement employé, dans ses recherches, le voltamètre, le galvanomètre, et le réélectromètre de Marianini; les indications de ces trois appareils ont toujours été parfaitement d^accord entre elles, et avec les résultats précédents de M. Verdet, pour démontrer que:

1* Toute décharge de condensateur se conduit comme un courant voltaïque, et développe deux courants induits de premier ordre, de sens opposés, égaux en quaniitéy mais inégaux en tension; dans ce cas, quelle que soit Forigine du courant inducteur, c'est le courant direct qui l'emporte en tension ou en intensité.

2° L'action inductrice d'un courant induit correspondant à une décharge de condensateur est la même que celle d'un courant induit produit par un courant voltaïque inducteur. — Quel que soit Yordre du courant induit jouant le rôle d'inducteur, ce courant développe deux courants induits A'ordre supérieur, de sens opposés, égaux en quantité, mais inégaux en tension; dans ce cas, quelle que soit l'origine du courant inducteur primitif , c'est le courant inverse qui l'emporte en tension ou en intensité.