ÉLECTROMOTSURS FONDÉS SUR L'INDUCTION

par renclumeetle marteau, maïs ne peut pas servira expliquer pourquoi les tensions des extrémités de la spirale induite sont augmentées. Avec le condensateur, en effet, Yextra-courant n*est pas. suppiùmé ^ il est simplement dérivé, et au lieu de s'établir, à travers Fair, entre les deux surfaces de rupture, cet extra-courant marche vers les faces du condensateur et accumule les deux électricités sur ses armures. Pour bien comprendre le véritable rôle du condensateur, il faut recourir à un autre ordre de considérations développées par M. L. Foucault.

Les armures du condensateur communiquent directement au moyen de la spirale inductrice, des diverses pièces du commutateur, et du circuit de la pile elle-même ; elles sedéchargentVune sur l'autre par cette voie, quand le mouvement électrique de Y extra-courant est terminé. Ces armures sont donc des surfaces sur lesquelles les deux électricités de Y extra-courant viennent se réfléchir. Mais ce changement de signe de Y extra-courant renverse le sens de Taimantation du faisceau de fils de fer, et développe une double action inductrice qui s'ajoute à celle de l'interruption du circuit voltaïque. Comme, d'ailleurs, les changements de signe s'opèrent d'une manière plus brusque et plus instantanée que les interruptions, le condensateur, en réfléchissantY extra-courant sur lui-même, exalte véûlement l'action inductrice totale et les tensions des extrémités des bobines. Seulement, le condensateur retarde un peu le moment où les tensions des extrémités du fil induit atteignent leur waxîVwMTn; l'étincelle n'éclate pas entre les extrémités des fils /*, f\ au moment de la rupture du circuit voltaïque, mais au moment de la réflexion de Y extra-courant. H. 17.

298 iLBCTiaciTt bTNilttQtn.

CondéiiMiteii» aiiMéxé au elrftttU lndttlt. — Soit M (Fig. 379), une bouteille de Leyde, ou un condensateur quelconque porté sur un tabouret isolant. Au moyen dei fils f, f\ faisons communiquer son armure intérieure avee

Fig. 379.

une des extrémités C de la spirale induite, et son armure extérieure avec Tautre extrémité B de cette spirale ; puis, aU moyen de fils métalliques, réunissons ces armUreè fttiX branches d'un excitateur Y. L'une deâ branches de Texclta-

ÉLECTROMOTBtBS fOllDÉS SUR L'INDUCTION. 200

teor se termine par une pointe et l'autre par une boule. Au moment où Tappareil est mis en action, une série continue d'étincelles éclate entre les extrémités des branches de Vexcitateur. L'annexion du condensateur M au circuit iuduil a pour effet constant de modifier les étincelles ; pour un courant inducteur de môme intensité, ces étincelles sont un peu plus courtes, mais plus grosses, plus instantanées et accompagnées d'un craquement plus sec. M. Masjon a, le premier, employé cette disposition en 1853, dans un travail couronné, en 185û, par la Société royale de Harlem (i);le condensateur annexé au circuit induit a été adopté plus tard par M. Grove (2).

Avec un appareil de Ruhmkorff de dimensions ordinaires, il serait dangereux d'employer plus de six éléments de Bunsen pour fournir le courant inducteur ; une pile plus forte déterminerait, dans la spirale induite, des tensions trop élevées qui ne manqueraient pas d'entraîner la rup* ture des couches isolantes de gomme-laque, et de mettre l'appareil hors de service. 11 résulte des expériences de M. Grove que, quand le condensateur M est annexé au circuit induit, on peut employer des courants inducteurs beaucoup plus intenses. Avec un condensateur dont chaque armure avait quarante^ six déchnètres carrés de surface, il a pu faire passer, à travers la spirale iniluctrice, le courant d'une pile de trente couples à acide azotique dont les lames métalliques étaient de cinquante et un centimètres carrés, vil a obtenu ainsi, à l'air libre, un

(1 ) Ann. de chim. et de phys. , 3* série, 1 855, t.XLV, p. 3vSo. (2) Philosophical Afaflfa-ïtne, janvier 1855. — BibUnth. univers, de Genève, 1855, t. XXVm, p. 142.

300 ÉLECTRICITÉ DTNà!UIQUE.

flot de larges étincelles de quinze millimètres de longueur. Il résulte encore desobservatiôns de M. Grove que la surface du condensateur annexé doit augmenter en même temps que la force de la pile. Mais, pour une intensité donnée du courant inducteur, il y a une étendue des surfac>es du condensateur qu'il ne faut pas dépasser, et avec laquelle on obtient le maximum d'efifet.

Le rôle du condensateur annexé au circuit induit est parfaitement expliqué par les considérations suivantes, empruntées à M. L. Foucault. — Quand les extrémités de la spirale induite sont directement en présence, il n*y a pas de mouvement électrique dans le circuit tant que les tmisions ne sont pas assez considérables pour vaincre la résistance des couches d'air interposées. Pendant œtte première période, la force électromotrice est tout entière employée à produire un effet statique, à rendre les tensions plus intenses ; cette force n'agit donc dynamiquement, et n'accomplit de travail utile que pendant la durée très courte de l'étincelle. — Au contraire, quand le condensateur est annexé, le mouvement électrique commence dans le circuit avec l'induction elle-même : d'abord la force électromotrice accumule les électricités sur les surfaces du condensateur; puis, quand les tensions sont suffisantes, l'étincelle éclate, et la quantité d'électricité qui passe représente la totalité du travail utile accompli par la force électromotrice pendant la charge et pendant la décharge du condensateur.

Si, d'ailleurs, la décharge du condensateur s'opère entre les extrémités des branches de l'excitateur à travers l'air, au lieu de s'effectuer à travers le fil de la bobine, cela

ÉLEGTROMOTBURS FONDÉS SUR l'INDUGTIUN. 301

timt, d'une part à la grande résistance du circuit induit, et d'autre part à la force électromotrice d'induction qui, n'étant pas encore épuisée, s'oppose à ce mouvement rétrograde des deux électricités.

L'annexion du condensateur doit donc avoir pour eiïet constant, ainsi que nous l'avons dit en commençant, de raccourcir la distance explosive, d'augmenter la quantité d'électricité qui passe avec l'étincelle, et de donner au phénomène cecaractère d'instantanéité et de craquement sec qui distingue les décharges d'électricité statique. De plus, comme la charge du condensateur dure un certain temps, 11 faut, conformément aux observations de M. Gvove, ralentir convenablement la marche de l'interrupteur. Ce dernier résultat peut facilement être obtenu, soit en tenant la tète du marteau à une plus grande distance de l'extrémité de l'électro-aimant, soit par l'addition de petits poids qui rendent le marteau plus lourd.

FraetloBiieiiient de la bobine Induite. — Dans l'appareil de Ruhmkorff, tel qu'il est sorti des mains de cet habile constructeur, les couches de tours de spire superposées dansl'hélice induite sont en nombre pair. Ilenrésulte que l'extrémité profonde et l'extrémité superficielle du fil enroulé sortent (Fig. 377) à travers le m(>me disque de verre terminal. M. Poggendorfif (1) fait observer que cette disposition est vicieuse, parce qu'elle a pour résultat de rapprocher les points de l'hélice sur lesquels les tensions doivent SLiieindre leur maximum, Ëneffet, la résistance de la gomme-laque n'étant pas indéfinie, plus les extrémités

(I) Ann. de chim, et de phyt., 3» série, 1 855 , t. XLIV , p. 375.

302 iLBCnaCITi DTIfAMlOttS.

de la bobine induite sont rapprochées , plus est faible Vaction inductrice qu'on peut lui faire supporter, sané 8*expo8er à déterminer des ruptures dans les couches iso* lantes qui séparent les tours de spire. Pour remédier à cdt inconvénient, M. Poggendorff a proposé de fractionner la spirale induite en un certain nombre de bobines partieUes, composées, chacune, d*un nombre impair de couches de tours de spire superposées, et communiquant toutes lel unes avec les autres. La Figure 380 représente un de ces appareilscomposé de quah^ bobines partielles, et construit par M. Ruhmkorff sur lés indications der M. L. Foucaulti

Fig. 380.

S», S", S'", S'^, représentent les quatre bobines partielles séparées par des disques isolants. La colonne C reçoit Textrémité profonde de la bobine S'. L'extrémité superficielle de S' et l'extrémité profonde de S" communiquent au moyen de la colonne X ; l'extrémité superficielle de S'* et l'extrémité profonde de S'" communiquent au moyen de la colonne Y ; l'extrémité sui^erficielle de S'" et l'extrémité profonde de S'^ communiquent au moyen de la

ÉLECTROMOnURS POIfDÉS SUR L'iffDUGTION. SOS

colonne Z. Enfin, rextrémité superficielle de la bobine Si^ vient se fixer à la colonne B.

De cette manière, C et B représentent les extrémités de la bobine totale. Dans chacun des quatre compartiments, les points correspondants au maximum de tension sont le plus éloignés possible, et d'ailleurs les couches isolantes de gomm^laque nesuppoii;ent que la pression de la difierence de tension correspondante à Faction inductrice exercée sur chêrque bobine partielle.

Avec cet appareil, on peut, sans s'exposer à des ruptures et sans annexer de condensateur au circuit induit, doubler la force de la pile, faire passer à travers la spirale inductrice le courant fourni par dix ou douze couples (leBunsen, et obtenir, à Tair libre, des étincelles dei;/n^/ millimètres de longueur entre les extrémités de doux gros fils de cuivre fixés aux colonnes terminales C, B.

laégallté des deux coaraats Induits. — L'appareil do

Ruhmkorff, comme du reste toute combinaison de deux bobines d'induction, donne deux courants induits, Tun direct^ au moment où le circuit inducteur est rompu, l'autre inverse, au moment où il est fermé.

Quand le circuit de la spirale induite est fermé avec le fil d'un galvanomètre ou avec un liquide bon conducteur tel que l'eau acidulée, le courant dif^ect et le courant inverse passent alternativement, et exercent des actions de même intensité sur l'aiguille aimantée et sur l'élcctrolyte. — Mais, si, les dispositions restant les mêmes, on pratique une interruption dans le circuit, de manière que le courant soit obligé de traverser une couche d'air, la déviation de l'aiguille aimantée et les produits de Féleotro-

30ft ÉLECTRICITÉ OTNÀtlIQUE.

lyse indiquent que l'électricité ne passe plus que dans un sens déterminé; le courant inverse est supprimé, et le courant direct seul traverse le circuit.

Les extrémités de la spirale induite étant maintenues à une distance suffisante pour qull n'éclate pas d'étincelle, mettons un électroscope en contact avec une de ses extrémités; dans ce cas, la charge communiquée à Féleo troscope par la même extrémité du fil induit est tantôt positive et tantôt négative. — Mais, si, au lieu d'établir le contact^ on se contente de rapprocher l'électroscope du fil induit jusqu'à ce qu'une étincelle soit échangée, on observe que la charge communiquée par la même extrémité de la bobine est toujours de même nature. Pour que cette dernière expérience réussisse bien, l'électroscope doit être présenté à l'extrémité superficielle de la spirale induite, pendant que l'extrémité profonde communique avec le sol.

Il résulte évidemment de ces observations de M. Poggendorfif (1), que les deux courants induits sont ^aux en quantité j mais que la tension électrique du courant di" rect l'emporte sur celle du courant inverse. Par suite de cette inégalité de tension, le courant direct passe seul dans les étincelles que les extrémités de la spirale induite échangent à Voir libre.

En se rappelant ce que nous avons dit (page 195 et suivantes) de Tinfluence des deux forces électromotrices à! extra-courant développées dans la spirale inductrice sur

(1) Annales de chimie et de physique^ 3« série, 1855, t. XLIV, p. 379.

ÉLECTROMOTEURS FONDÉS SUR L*INDUCTIO.\. 305

Fintensité des courants inverse et dmct de la bobine induite, et la manière dont nous avons caractérisé (page 297) le rôle du condensateur annexé au circuit inducteur, il est facile de se rendre compte de cette supériorité du courant direct sur le courant inverse, laé^al» tenniiMi des extrémités de la spirale Induite.

— Quand on présente à Textrémité superficielle de la spirale induite un conducteur qui ne fait pas partie du circuit, on peut obtenir des étincelles à distance. L'extrémité profonde de la spirale ne fournit jamais d'étincelle dans dépareilles circonstances. Lïl tension électrique n'est donc pas la même aux deux extrémités du fil, celle du bout superficiel est beaucoup plus considérable que celle du bout profond. Cette inégalité bien constatée est due à un phénomène de condensation. Les parties centrales de l'appareil constituent un condensateur dont la lame isolante est représentée par le tube de verre placé entre les deux bobines, et dont les armures sont, d'une part la spirale inductrice et la masse métalli((ue de l'électroaimant, d'autre part les couches profondes de la bobine induite. On comprend ainsi comment l'électricité est condensée sur les couches centrales du fil induit, et pourquoi la tension de l'extrémité superficielle de la bobine induite est très supérieure à celle de son extrémité profonde.

Inéi^e températare des deux pôles «lu eourant dlreet.

— Quand les deux extrémités de la spirale sont rai)prochées à l'air libre, on obtient une série d'étincelles dues au passage du courant direct seul. Si, dans ces conditions, on rapproche à une petite dislance les extrémités de deux fils de fer employés comme réophores; les deux

bouts en présence s*échaufifent, mais celui qui joue le rôle de pôle w^^û^i/s'échaufFe seul assez pour rougir et brûler. D'ailleurs, quand on renverse le sens du courant inducteur, les réophores changent de signe, et c'est toujours le fil négatif qui rougit et qui brûle. Cette supériorité de pouvoir calorifique du côté du pôle négatif permet de déterminer très facilement le sens du courant induit, sans recourir à l'emploi du galvanomètre.