ACTION MUTUELLE DU MAGNETISME ET DES GOURANTS

dition nécessaire, c*est que le courant soit transmis à travers leccDducteur, c'est-à-dire que la neutralisation des deux électricités puisse s'y opérer d'une manière continue. Il résulte de là une différence très-grande entre le genre d'action qu'exerce l'électricité dynamique sur une aiguille aimantée et les phénomènes calorifiques lumineux ou chimiques qu'elle produit. Les premiers sont généraux, c'est-à-dire indépendants de la nature du conducteur; les seconds dépendent au contraire de la nature des conducteurs qui unissent les p61es, n'ont lieu que dans certaines parties déterminées du circuit, et peuvent même œ point avoir lieu du tout.

La seconde conclusion, c'est que la force dont il s'agit est circulante; car comment expliquer autrement pourquoi elle agit dans des sens contraires, quand elle émane de deux portions opposées ou parallèles du circuit, cette opposition étant la seule circonstance quiétablissc une différence dans les conditions de l'expérience? On peut comparer son action à relie qu'exercerait un courant d'eau circulant dans un canal annulaire; dans ce cas, évidemment de petits corps légers llottants sur l'eau seraient entraînés dans dessous différents, par deux portions parallèles ou opposées du courant d'eau. Cette analogie a fait nommer covrant électrique la force qui naît dans tout le circuit de la réunion des deux pôles d'une pile par un conducteur; le courant électrique est donc la représentation de Téiat dynamique continu de l'électricité. Ampère a supposé, par une convention qui a été admise, que ce courant avait un sens , qu'il partait du pùle positif pour traverser le conducteur, aboutir au pôle négatif et revenir à travers la pile au pôle positif, son point de départ. Il est facile de voir, en indiquant sa direction au moyen de flèches, qu'en effet, en Tenvisagcant ainsi, il se trouve avoir un sens différent dans deux portions parallèles du même circuit, par exemple dans la pile même et dans la partie du conducteur qui lui est parallèle. C'est ce que fait voir la figure 81* dans laquelle deux aiguilles aimantées placées, l'une sur la pile, l'autre sur le conducteur parallèle à la pile, éprouvent des déviations dans un sens différent, le courant ayant lui-même au-dessous d'elles des directions opposées. I. \K

Du reste, riea ne prouve que ce sens soit le seps véritable dii courant, ou même que ]e niouvement de Télectricité a opère

Fîg. 8^

sous forme de courant; ce n'est , nous le répétonS| qu*uiie convention, une manière commode de représenter un phénomène et qui permet de remonter facilement au fait luimême, abstraction faite de toute idée théorique. En effet, dire que le courant va de A en B dans un conducteur, c*est dire eo deux mots que l'extrémité A d*un conducteur est celle par oi arrive l'électricité positive, et l'extrémité B celle par laquelle arrive la négative.

Cette convention une fois admise, on peut avec Ampère représenter , sous une forme très-oommodc pour la mémoire, l'action d'un courant sur l'aiguLlle aimantée. Il n'y a qu'à concevoir un homme couché dans la portion du circuit qu'on considère, de telle façon que le courant entre par ses pieds et sorte par conséquent par sa tète; on n'a, de plus, qu'à concevoir que cet homme ait toujours la figure tourpée vers l'aiguille de manière à la regarder : alors l'action se trouve être toujoun telle que le pAle nord de l'aiguille se dévie à la gauche de cet homme. Il est facile de voir que cette espèce de formule comprend tous les cas possibles.

La force qui émane d'un courant électrique agit sur Vu- ! guille aimantée aussi bien dans le vide que dans l'air et à irtvers toutes les substances, sauf à travers celles qui sont mir gnétiques , telles que le fer. On peut également s'assurer

ACTION MVTUBUE DP MAGr^tTtSitE ET DES CÔlîItSNTS. 211

ifelle diiiuJiue tllïUfuisilt' a mt^îaure une la diâtaflee augmente ^re le courant el raijiiiiUe.

[MMt Biot el Savart ont ttiênie détenniné très-vite, après la dé- ^uverle d'Uerstedt, la loi que suit cette diminution. Dans ce ni ï\s oui pris une aiguille aimanlée très-courte * ils Font suslidue délicalenientau moyen d'un fil de cocon él ils l'ont rendue trente au magnétisme terrestre en mettant près d*eUe, à mec convenable, un barreau aimanté. Cette aiguille n'a {tig eu ainsi de force directrice, et s'est trouvée prête à obéir à rttte action extérieure . MM, Biot et Savart oui alors fait agir Qr elle un courant transmis à travers un ûl de cuivre long de \h 3 mèlres, tendu verticaleo)ent et disposé de façon que le m horizontal passant par raiguille se partageât en deux Irlies égaleSt L'ajguillcj dès que le courant agit sur ellej se ne Iransversalement ou en croix par rapport au fil conducr, iuivapl la loi que nous avons déjà énoncée; écartée de Ile poï^itiun, elle y revient par des oscillations isochrones ine durée variable avec Tiulensilé de la force. Or, rénergie uurant raslant r.onstanle^ cette intensité ne peut dépendre pu de la distance qui le sépare de Taiguille» Les expériraenta- ^urs ont fait varier cette distance de IS à 120 millimètres, en gênant les précautions ncpeâs^ires pour que, pendant la durée rexpéppui^e, le courant restât bien constant; et ils ont trouvé je Vinte^^ùé de la force ékciTQ-magnéti^Uf est en raison in~ TMc de la nmple diit tance de l'aiguille aimantée au courant , 1 loi n*u$t vraie qu'aïUaul nue le courant est rectiligne, et asseï bog pour qu'on puisse le regarder comme infini par rapport I l'aiguille; ou^ ce qui revient au même, pour que les points lieraient situés au delà ne puissent ^ à cause de leur éloignent^ exercer d'action senaibîe sur raiguillc. 11 est facile dft, iéniontrer, par un simple calcul, que la loi que nouê venoni^ luver dans les Umiies des conditions indiquées est la juence d*une autre loi plus générale qu*on ne peut prouver ÊClement, mais dont celle qui en dérive mi la preuve, êafriir : qve fattion élémentaire fTun simple point ou d'une sitnph | ciion dti cûurani sur faiguiUe mi en raison inverse du carré la distance. On s'assure également que cette action est pro

212 MAGNÉTISME KT ÊLECTRrVDTTfAMtQCI,

portionnelleau sinus de l'angle formé parla direction du couru et par la ligne menée de la section du courant que Ton confd-

àhrc au milieu de Taimant* En effet , en calculant, d'après ces deux principes, la somme de toutes les actions élémentaire qui sont exercées sur une peLile aiguille par un courant rccUligne indéfini^ on trouve que Fintensilé de cette résultante doit, comme l'expérience l'indique, être inverse de la «impie distance, 11 en résulte encore que si le courant indéfini est angulaire, c'est-à-dire s*il se compose de deux directions formant un angle dont le sommet est sur le plan horizontal passant par Taiguille , T intensité de ce courant est aussi inverse de la simple distance, mais de plus proportionnelle à la tangente de la moitié de Tangle K

Apres avoir analysé l'action d'un conranl sur Taigui comme nous Tavons vu, M. Ampère montra qu'un aimant j agit sur un courant mobile de la même manière qu'un coliraot lîxe agit sur Taiguille aimaotée. Il imagina, pour obtenir ua courant mobile, de courber un fil métallique de cuivre ou(^ laiton en forme de cercle ou de rectangle, en ramenant ifl deux extrémités Tune prés de l'autre^ sans cependant rju'elll^ fussent en contact; il les termina par des pointes eu acier oa en laiton placées sur la même verticale, et dont l'une, reposant sm „ le fond d'une capsule métallique remplie de mcreurej supporti^p tout le conducteur mobile, tandis que rautre, au-dessus ou ad^ de3B0Us,ne faisait que plonger dans le mercure d'une capsule ^ejnblable sans en toucher le fond, pour ne pas nuire à la mobilil^^ Les deux capsules sont supportées chacune par un condn solide en forme de potence, l'un de ces conducteurs cnTeluin l'autre ou étant trés-rapprocbédelui, sans cependant le touchi On fait communiquer l'un des pôles de la pile avec l'extrémité féricure de l'un des conducteurs fixes, et l'autre pAlc avec V trémité correspondante de l'autre conducteur semblable^;

* Vtïyei, pour les dévcti^ppctnenfs nmltiéiiiâticruee, ia noin iïntilG K*

* On p(!Ul f^tutitir cdtB eotnmiinkaUon âojt ]iaf le simple i ontori, mît an i de pinçf» tnétaUlque^, «uit, ce qui Chl filu» comj)ii>fli% âu m«i>i'n de t\vu\ rniniJl au de di*t]]i cjivktés remplie» de tnerrurc^ dans kf^ttudleE [ilonu^ul tcâ exh ÛKê coQductftirâ et Ub piites de la pile.

Acnoif inmiELLE du magnétisme et des gourants. 213

élablit ainsi le courant dans la partie mobile qui sert^ au moyen des capsules pleines demercure, à fermer le circuit (fig. 82). Il faut que les conducteurs fixes soient assez éloignés des conducteurs mobiles pour que, dans leurs différentes positions, les côtés de ces derniers ne soient pas influencés par les courants qui traversent les premiers. Au reste, ceux-ci étant très-rapprochés et traversés par des courants égaux et dirigés en sens contraire, leurs effets sur le conduc- ^ teur mobile se neutralisent mutuelle- Fîg. 82. ment.

£n plaçant un barreau aimanté au-dessous et très-prcs de la purtie inférieure du courant mobile, et parallèlement à ce courant, on voit celui-ci se mouvoir et venir se placer tranversalôment à l'aimant, mais toujours de façon à être dirigé dans ]a partie sur laquelle Taimant agit, comme il doit Têtre d'après la formule que nous avons établie plus haut, dans le cas du courant fixe et de Taimant mobile. Il faut, en d'autres termes, que Tbomme supposé couché dans le courant, les pieds tournés du côté par lequel celui-ci arrive, et regardant Taimant qui est ici au-dessous de lui, ait toujours le pôle nord de cet aimant à sa gauche. Si, lorsque le conducteur mobile a pris cette position, on change le sens du courant en changeant de place les deux pôles de la pile, on voit aussitôt le conducteur se mettre en mouvement et décrire ISO** pour venir prendre une position semblable à celle qu'il occupait, ayant alors le courant dirigé dans le sens convenable. Le même mouvement s'effectue si, au lieu de changer le sens du courant, on retourne l'aimant fixe de manière à placer son pôle nord là où était son pôle sud et réciproquement.

M. Ampère ne tarda pas à découvrir, en se servant d'un courant puissant et d'un conducteur mobile toujours rectangulaire ou circulaire, mais d'un diamètre de 40 à 50 centimètres au moins, que le magnétisme terrestre agit sur le courant comme agirait un aimant placé uu-dess^ous de lui dans la direction de

214 liAGifÊTISME ET ÉLECtRO-BYAÀHIQtE.

Tiaiguille de boussole, mais ayartt son pAle siid loufné vers le nord et son pôle nord tourné Ters le sud. Le courant mobile se place en effet sous Tinfluence du globe terrestre transversalement ou perpendiculairement au méridien magnétique, et de façon à être dirigé de Test à Touest dans sa partie inférieure, ce qui fait que Vhomme couché dahs le courant, les pieds à Test et la tête à Touest, et la face tournée vers la terre, a à sa gauche le sud de la terre. Or, si c'était un aimant qui agissait, et non le globe, il devrait avoir le pôle nord de cet aimant à sa gauche, d'après la loi qulî nous avons établie ; il en résulte donc que le globe terrestre agit comme un aimant dont le pôle nord serait au sud et dont le pôle sud serait au nord de la terre. Si Ton change le sens du courant dans le conducteur mobile, on voit ce conducteur se mouvoir majestueusement en décrivant un angle de I80', pour venir se placer de façon que son plan soit toujours perpendiculaire à celui du méridien magnétique, mais qu'en même temps le courant soit de nouveau dirigé de Test à l'ouest dans sa piartie inférieure.

Cette action de la terre, quoique beaucoup moins énergique que celle d'un aimant puissant tros-rapproché du conducteur, peut cependant compliquer les résultats quand on étudie cette dernière action. Aussi, pour s'en mettre à Tabri, M. Ampère imagina-t-il de contourner le fil conducteur mobile de manière à en former deux rectangles semblables parfaitement égaux l'un à côté de l'autre, ou bien l'un au-dessous de l'autre (figure 83); dans le premier cas, les deux rectangles sont situés

Rg. 83.

chacun d'un côté différent de l'axe de rotation, mlûs sur le même plan. De petites pièces de bois interposées entre les portions rapprochées du fil, et liées avec elles au moyen d'un fil de

ACTION MtrrUtLLfe DU MAGlffTlSME ET DES COLIIAMS. 215

loie, maintiennent 1a forme du conducteur, tout en empêchant le Contact rtiétallique entre ses différentes parties. Le fil est arrangé de façon que le cotirant traverse dans des sens différents les deux rectangles accolés ensemble ; il en résulte que laction de la terre est neutralisée ou mille sur le système mobile qu'on nomme, par cette raison, asiatique; ctteffrt, elle tend à donner à l'un des rectangles une direction exactement contraire à celle qu'elle tend à donner à l'autre, et comme les deux rectangles sont égaux, et que c'est le même courant qui les traverse l'un et l'autre, les deux effets se détruisent. De cette manière on se procure avec le premier système asiatique un courant vertical, et avec le second un courant horizontal, Tun cl l'autre mobiles et parfaitement indifférents àTaction du magnétisme terrestre. Nous nommerons, pour les distinguer, le premier conducteur asiatique vertical^ et le second conducteur asiatique horizontal.

Le système de suspension employé par M. Ampère présente deux inconvénients : le premier, c'est T impossibilité où se trouve le conducteur de tourner indifféremment dans tous les sens, étant retenu en un point de son mouvement circulaire par les branches des conducteurs fixes qui portent les cai>6ules destinées à établir la communication avec les pôles de la pile ; le second, c'est sa résistance trop considérable au mouvement qu'épfduve le conducteur mobile par l'effet du frottement de la pointe qui repose sur le fond de la capsule. On a essayé de remédier à ces inconvénients de différente manières; nous nous biihicrons à en indiquer deux.

La première consiste a suspendre le conducteur mobile à un fil de soie sans torsion, de manière (|ue les pointes qui le terminent puissent plonger dans le mercure sans toucher, ni Yxxwm ni l'autre, le fond de la capsule; on évite ainsi le frottement nînsidérable qui résulte de ce contact, et on peut, en disposant Ips pointes, l'une dessus, l'autre dessous, obtenir un courant également mobile dans toutes les directions.

La seconde manière est cellequiaétéimairinéeimmédiatement après les découvertesd' Ampère, parM.le* ' delalUvc.

Elle consiste à rendre mobile tout le ci ''*^-

[Hms ce but, on fixe ù un liégc qu'on ft

216 BUGNÉTISME ET ÉLECTRO-DTNAMIQIIS.

gèrement acidulée une pile composée seulement d'une lame de : cuivre et d'une lame de zinc, qu'on implante à travers le mor- : ceau de liège. Les extrémités supérieures de ces deux lames sont réunies par un fil métallique sur lequel on peut agir avec Taimant : les extrémités inférieures et en général la plus grande partie des deux lames plongent dans Teau acidulée. Comme la pile est faible^ on fait faire plusieurs tours au fil, qu'on a eu soin d'envelopper de soie, afin d'éviter toute communication métallique, de manière à former un anneau circulaire ou rectangulaire (fig. 84). Le courant traverse successivement tous ces tours dans le même sens, d'où il résulte qu'au lieu d'agir avec l'aimant sur un seul courant, on agit en même temps sur plusieurs semblables , et que, par conséquent, on multiplie d'autant l'intensité de l'action. La possibilité de cette multiplication , dont nous Fig. 84. verrons beaucoup d'autres applications, tient à cette propriété fondamentale de la force électro-magnétique que nous avons déjà reconnue, savoir, que toutes les parties d'un mên^e circuit agissent également sur l'aimant. Ces flotteurs sont également dirigés par l'action du globe terrestre, de la même manière que les conducteurs mobiles traversés par le courant d'une forte pile ; il faut seulement que le diamètre de l'anneau ou du rectangle soit de 8 à 10 centimètres au moins.

On peut, si l'on tient à ce que le courant soit plus énergique, ce qui permet d'avoir au besoin pour conducteur un fil métallique ne faisant qu'un tour, fixer au liège une petite pile d'un couple de Daniell renfermée dans une enveloppe de verre mince, ou dont le cuivre forme le vase extérieur; on fait flotter le tout sur de l'eau ordinaire. On peut également ajuster au liège une pile en hélice formée d'une lame mince de platine et d'une lame mince et amalgamée de zinc. Dans ce cas, il faut que l'eau sur laquelle flotte le liège soit acidulée. C'est cette combinaison qui me paraît réunir les conditions les plus favorables de force et de légèreté. On adapte alors à l'appareil, pour établir la communication entre les pôles de la pile, les conduo-