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idem.

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idem.

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idem.

278 MAC:iÉTl?ME ET ÉLECTRO-DY.>AMHjl-E.

Le tableau ri-dessus indique, pour chaque aiguille, h cAté de sa distance verticale au-dessus du fil, la durée de 6<J oscillations et le sens du magnétisme qu’elle a acquis par l’efîct de la décharge. Le sens positif est celui qui correspond à la direction du courant conformément à la théorie, lefeens négatif est le sens opposé à celte direction.

On voit d’après ce tableau, qu’à 2"'", 5 de distance, le sens de l’aimantation a déjà changé, quoique au contact et à il fût positif. AU millimètres de distance, il est redevenu positif et il l’est resté jusqu’à 130. Quant à l’intensité, elle est à son maximum pour les aiguilles aimantées positivement, au contact et à 30 millimètres de hatiteur; le second maximum est même sensiblement plus fort que le premier. Le maximum a lieu pour les aiguilles aimantées négativement à 5 millimètres du fil. Les minima se trouvent aux distances auxquelles ont lieu les changements de signes. Dans une autre expérience, où le fil de platine avait été réduit à une longueur moitié moindre, d’un mètre seulement, Savary obtint quatre changements dans le sens de l’aimantation. Le dernier maximum se trouva à 4 centimètres de hauteur, tandis qu’il était à 3 cenmèlres dans les premières expériences.

Si, sans changer la longueur du fil déchargeur, on change seulement son diamètre, on modifie les distances auxquelles^ ont lieu les changements dans le sens de l’aimantation ; avec un fil d’un diamètre très-lin, par exemple de J de millimètre, il n’y a plus de ces changements, et le maximum d'intensité est à d d millimètres, c’est-à-dire à une distance cinq fois moindre que lorsqu’on opère avec un fil de platine trois fois plus gros.

L’intensité de l’aimantation, toutes les autres circonstances restant les mêmes, est d’autant plus grande que la longueur du fil est moindre par rapport à son diamètre. Cet accroissement a cependant une limite, et un fil d’un mètre donne lemaximum absolu le plus élevé quand il a j de millimètre de diamètre; à la distance à laquelle a lieu ce ma.ximum, c’est-àdire à d 1 millimètres, l’aiguille est aimantée à saturation ; pour des longueurs plus grandes, l’intensité est moindre. Les maxima relatifs à cha(jue longueur se trouvent d’autant plus près du fil

DE l’AIMASTATION PAB i’ÉLECTBICITÉ DYKAMIOCE. 279 qae celui-ci est plus long. 11 est inutile de faire n-manpicr que dans chaque cas, l'intensité absolue des effets augmente avec celle de la décharge.

L’influence qu'exercenl la longueur et le diamètre du fil conducteur semble tenir au retard plus ou moins considérable que ces deux circonstances exercent sur la décharge; car dans un circuit formé de trois fils de diamètres inégaux et joints bout à bout, l’effet de la décharge est le même, quel (|ue soit celui des trois fils au-dessus duquel l’aiguille est placée. Ce résultat provient de ce que, dans toutes les parties d’un même circuit, la décharge chemine avec la même vitesse, quelque différents que soient les divers conducteurs dont ce circuit se compose, pourvu qu’ils soient placés les uns à la suite des autres, et parcourus tous successivement par la décharge ou le courant.

La trempe et la grosseur des aiguilles d’acier exercent une influence très-marquée sur les résultats; les aiguilles non trenq>ées ne présentent aucun changement de signe, tandis que celles qui sont trempées roides en présentent au moins trois. De même, si le diamètre de l’aiguille est un peu considérable, le maximum d’aimantation a lieu au contact, et il y a un décroissement d’intensité continu à mesure qu’on l'éloigne du fil. F^ne aiguille trempée, mais d’un gros diamètre, se trouve se rapprocher ainsi d’une aiguille non trempée ; ce qu’on peut expliquer en remarquant que la trempe n’agit que sur la surface, et que dans une grosse aiguille, la surface est comparativement à la masse totale beaucoup moindre que dans une petite.

M. Savarva étudié aussi l’aimantation opérée par les hélices, et il a ajouté de nouveaux faits à ceux qu’avait déjà observés M. .\rago. Avecun fll delaiton de 40““, 2 de longueur et de 0““,8 de diamètre, roulé eu liélice autour d’un tube de bois de G à 7 millimètres de diamètre, de manière que le pas de l’hélice eift 3 millimètres de hauteur environ, il a obtenu six changements dans le .sens de l’aimantatiou,' en employant des décharges d’une intensité successivement croissante. Les aiguilles étaient cependant toutes semblables, ttompées roides, de | de millimètre de diamètre et de 15 de longueur. Si l’on augmente la longueur

280 MAGNÉTISME ET ÉLECTBO-BÏNAMIOtE.

totale (lu fil sans changer la partie roulée en hélice, on finit par n'avoir plus de renverscmeuts dans raiinantaüou, niais seulement des variations dans l’intensité, à mesure que s’accroît celle de la décharge. La longueur des aiguilles d’acier placées dans l'intérieur d'une hélice u’inllue pas sur le sens du magnétisme, mais seulement sur son intensité. Des fragments de longues aiguilles aimantées directement ont moins de magnétisme que n'en ont des fragments seinhlahles qu’on a obtenus en brisant une aiguille aimantée préalablement par une décharge de meme force.

Parmi les résultats auxquels est parvenu M. Savary, il nous en reste encore à signaler de non moins remarquables que ceux que nous venons d’exposer; il s’agit de l’inüuencc qu’exerce sur l’aimantation opérée par l’électricité l’interposition de certains milieux entre le fil qui conduit la décharge et l’aiguille d’acier soumi.se à son action. M. Arago avait observé que le bois, le verre et en général les corps isolants ne modifient en rien cette action; mais il n’en est plus de même si le corps interposé est conducteur de l’électricité. M. Savary a trouvé que, si l’on place dans une hélice deux aiguilles semblables, l’une sans enveloppe, l’autre entourée d’un cylindre épais de cuivre rouge isolé du fil des spires, la décharge qui aimante fortement la première ne produit aucun eJfet sur la seconde. Mais en diminuant peu à peu l’épaisseur de l’enveloppe, l’intensité des décharges restant la môme, les aiguilles enveloppées commencent à éprouver une action qui devient de plus en plus sensible. Ce genre d’observation est facile à faire en employant pour enveloppes des lames d’étain, dont on peut diminuer ou augmenter l’épaisseur à volonté en les enroulant ou les déroulant. Il j)cut arriver même que, pour une certaine épaisseur, l’aiguille enveloppée acquière un magnétisme plus fort que l’aiguille sans enveloppe. Enfin , il est à remarquer que l’enveloppe change ({uelquefois le sens de l’aimantation. Ainsi, de trois aiguilles placées, l’une dans un cylindre de cuivre de o millimètres de rayon, la seconde, dans un cylindre d’étain de même grandeur, la troisième, sans enveloppe, la première fut la moins aimantée, faisant 60 oscillations en 2'35", la seconde, le

DE l’aimantation PAR l'ÉLECTRICITÉ DYNAMIQUE. 281' plus, les faisant en 45" et la troisième en l'o2'. Cette dernière était aimantée en sens contraire des deux autres.

Il faut que le corps enveloppant forme une surface continue : s’il est en poudre, U ne produit plus aucun effet ; il est vrai qu'à cet état, il n’est plus conducteur de l'éleclricilé. Peu importe, du reste, que les lames enveloppantes soient séparées les unes desautres par des couches isolantes, ou soient immédiatement en contact; l’effet reste le même, pourvu que chacune d’elles soit continue. Le mercure se conduit comme les autres métaux ; sou influence est seulement un peu moins prononcée.

D’autres expériences ont été faites encore par M. Savary, en interposant, entre le conducteur rectiligne qui transmet une décharge et l’aiguille à aimanter, des plaques métalliques de différentes natures et de différentes épaisseurs; il en résulte ce fait curieux, c’est que pour des décharges très-faibles, une plaque conductrice, telle qu’une plaque de cuivre, affaiblit beaucoup l’aimantation, taudis qu’elle l’augmente si la décharge est forte. Une plaque mince et une plaque épaisse peuvent produire des efl'ets très-dillérents pour une même intensité de la décharge, et il y a une certaine épaisseur avec laquelle l’eflet est nul. Si l’on place les aiguilles sur la plaque conductrice et le fil qui conduit la décharge au-dessus, on trouve que la présence de la plaque augmente l’intensité de l’aimantation, d’autant plus qu’elle est plus épaisse. Cependant il y une certaine intensité de la décharge pour laquelle une plaipic épaisse augmente et une plaque mince diminue l’aimautation. Pour des décharges encore plus fortes, il y a diminution, quelle que soit l’épaisseur, et même il arrive un point auquel l’influence de la plaque fait donner aux aiguilles uu magnétisme contraire à celui que le courant seul développait. On voit par là que les effets sont très-différents et même opposés, suivant que la plaque est entre l’aiguille et le fil déchargeur, ou suivant que c’est l’aiguille qui est placée entre ce fil et la plaque.

M. Savary a répété, avec des courants électriques, la plupart d es expériences (|u’il avait faites avec des décharges, et il a trouvé que les effets que produisent ces deux formes sous lesquelles se présente l’éleclricilé dynamique sont d’autant plus semblables,

282 MAGNÉTISME ET KI-ECTRO-DYNAMiniE.

que la pile a plus de teusion et qu elle es! chargée avec un liquide moins conducteur. Du reste, les elFets sont en général moins prononcés avec les courants ipi’avec les décharges, surtout en ce ijui concerne les changements qu'éprouve le sens de l'aimantation, lorsiju'il y a variation de la distance des aiguilles au fil conducteur. L’aimantation ne s'opère d'une manière bien prononcée, que si l'on place les aiguilles d'acier dans l'intérieur d'une hélice traversée par le courant. L’inflence des enveloppes conductrices se fait également sentir dans ce cas, mais ce qu'il y a de curieux, c’est qu’elle est d’autant plus sensible que la pile qui produit le courant est plus affaiblie.

Nous n’essayerons pas pour le moment de rattacher à aucune théorie les faits que nous venons d'exposer. Ceux qui sont relatifs à l’influence sur le sens et sur le degré de l’aimantation des milieux conducteurs, interposés ou ambiants, trouveront plus tard leur explication dans les phénomènes d'induction dont nous nous occuperons dans le chapitre V. Quant à l'influence extraordinaire qu’exerce la distance de l'aiguille au conducteur traversé par la décharge qui l'aimante, elle tient aussi en grande jiartie h la même cause ; il est probable cependant qu’elle se lie également à cette réaction qu’exercent les magnétismes des molécules les uns sur les autres; réaction qui produit les points conséquents dans les procédés ordinaires d’aimantation, et qui dépend essentiellement des dimensions et du degré de trempe de l'acier, ainsi que de la manière dont on l'aimante.

M. Abria, dans ses recberches sur l’aimantation, au lieu d’employer les déchargelt électriijues, a fait usage de courants produits par une pile à force constante. Il s’est assuré fjue le degré de trempe que possède une aiguille influe considérablement sur l’intensité magnétufue qu elle est susceptible d'ac- (jtiérir dans les mêmes circonstances. Aussi, afin de se mettre à l’abri de cette influence, a-t-il j>ris toutes les précautions possibles pour donner aux aiguilles destinées aux expériences comparatives, un état de trempe aussi constant et régulier que possible, ce qui n’est pas difficile si on a soin de les chauffer toutes de la même manière, le même temps, et de les tremper

DE l’aimantation PAR l’ÉLECTRICITÉ DYN.UHIQLE. 283 ensemble dans l’eau froide. 11 a, de plus, constaté que, quelle que soit la longueur de raiguille, pourvu qu’elle soit plus longue que l’hélice, ses pôles sont toujours placés aux deux extrémités de la partie plongée, et que la portion qui se trouve hors de l’hélice n’est point aimantée. Du reste, l’intensité du magnétisme acquis par chaque aiguille se détermine par la durée de ses oscillations, qu'on peut apprécier à un ou deux centièmes de seconde près.

M. Abria a trouvé, en aimantant dans une même hélice des aiguilles de longueurs et de diamètres variables, que nouseulement l’intensité magnétique absolue, mais aussi la loi que suit la variation de cette intensité avec la variation de la force du courant, changent avec la longueur et le diamètre. Si l’on aimante dans une même hélice, par l’action d'un courant d’intensité graduellement croissante, des aiguilles semblablement trempées, l’intensité magnélique croit d’autant plus rapidement que la longueur de l’aiguille est plus considérable, le diamètre ne variant pas, ou que le diamètre est moindre, la longueur restant constante. De sorte que le diamètre ne variant pas, l’intensité magnétique croit 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. La longueur pour laquelle l’aimantation développée croit suivant une même loi augmente en même temps que le iliamètrc.

Avec une hélice plus longue, la longueur pour laquelle l’intensité magnétique croit comme le carré de l’intensilé du courant augmente très-rapidement avec le diamètre. Du reste, la longueur absolue de l’hélice n’iiiflue pas sur l’intensité magnétique, tant que l’aiguille n’est pas plus longue ijue l’hélice. Le diamètre de l’hélice exerce une influence bien marquée en ce sens que, de deux hélices de même longueur, la plus étroite produit une aimantation plus forte; mais cela n’est vrai qu’autant que les hélices sont courtes, car si l’on augmente suflisamment la longueur de la moins étroite, la difl'érence disitarail. Ainsi, une hélice de 34 millimètres de longueur et de 10 niilli-

284 MAii>KTISME ET ÉLECTnO-Dï.NAMIQl E.

nuMres de diamélre intérieur aimante aussi fortement des aiguilles de diü'érenls diamètres et de diverses longueurs, (ju'une hélice de 17 millimètres de longueur eide lo millimètres au jdus de diamètre intérieur.

De deux hélices de même longueur, mais renfermant des nombres de tours dilférents, la plus énergique est celle qui a le plus de tours; lorsque l’intensité du courant est un peu forte, le degré de magnétisme communi(jué aux aiguilles est à peu près proportionnel au nombre des tours de l’hélice; il n’en est plus de même pour des intensités plus faibles. Du reste, cette influence du nombre des tours de l’hélice varie aussi avec la longueur et le diamélre des aiguilles. Les enveloppes métalliques dont on entoure les aiguilles dans l’intérieur de l’hélice, et qui forment comme des étuis dans lesquels on les place, n’exercent aucune espèce d’influence sur le sens et l’inlensilé du magnétisme qui leur est communiciué; ce qui établit une dill'érence remarquable entre l’aimantation par les courants et raimantalion par les décharges électriques. Il va sans dire que les enveloppes mélalli()ues dont il est question ne sont pas faites d’une substance niagnéiique, car alors l’inlluencÿ ne serait pas nulle.

Une aiguille trempée, soumise d’une manière quelconque à l’action d’un courant, possède, après un intervalle de temps très-court, tout le magnétisme qu’elle peut acquérir. Si l’aiguille déjà aimantée est soumise à des courants agissant en sens inverse et graduellement croissants, l’intensité magnétique diminue, à mesure que l’énergie du courant contraire augmente; elle devient nulle pour une certaine intensité de celui-ci, moindre que l’intensité du courant qui a aimanté primitivement l’aiguille; au delà, l’aimantation inverse a lieu. Ouand une aiguille a été désaimantée par l’action d’un courant inverse, elle ne se comporte pas comme auparavant; la nouvelle intensité magnétique qu’elle prend sous l’influence d’un courant donné est tantôt plus grande, tantôt plus petite que celle cju’clle avait prise primitivement. Il y a aussi changement dans la loi qui lie l'intensité du courant avec celle du magnétisme acquis.

Les irrégularités, les anomalies mêmes que présentent les pbé-

DE l’aimaktatio!» pab l’éiectricité dtnamiqt:e. 285 nomènes surcessivcmont découverts par MM. Savary et .\bria, tiennent, pour la plupart, comme nous l’avons déjà fait remarquer, au rôle important que jouent dans les actions magnétiques les forces moléculaires, qui jusqu’ici ont échappé elles-mêmes aux lois régulières auxquelles on a essayé de les soumettre.

$ s, Alauiatallon da fer doux par les canraats ^lectriqaes.

Avant de pousser plus avant l’étude des phénomènes qui se rattachent à l’aimantation de l’acier, occupons-nous maintenant de celle du fer doux. 11 y a des différences assez considérables dans les circonstances qui déterminent comme dans celles qui accompagnent cette aimantation, comparées aux circonstances semblables en ce qui concerne l’acier.

M. Arago avait observé le premier qu’un fil de métal traversé par un fort courant électrique et plongé dans de la limaille de fer en retient autour de lui une quantité considérable, qui forme une masse cylindrique de la grosseur d’un tuyau de plume. Au moment où le courant cesse de passer à travers le fil, cotte masse tombe immédiatement. Ce phénomène prouve évidemment la susceptibilité des particules de fer d’ac([uérir un fort magnétisme sous l’influence d’un courant, et de le perdre dès que cette influence vient à cesser. Plus lard on essaya d’entourer un barreau de fer doux, courbé en forme de fer à cheval, d’un fil de cuivre recouvert de soie tourné en hélice, en ayant

soin que l’hélice de la seconde branche fût la continuation de l’hélice de la première, de telle façon que si le barreau eût été redressé, les deux hélices n’en eu ssen t fai t qu’ une lo u te dexlrorsvm OM toute «nw/;wsi/ni. Un faible courant électrique, tel que celui que produit un seul couple cuivre et zinc, suffit, en étant transmis à travers le fil, pour aiiimiiler fortement le barreau. L’aimantaiion est instantanée; elle a lieu dès que le courant

Fig. 12i.

commence à passer, mais elle cesse presqu’entiércment avec lui. Elle est si énergique qu’on peut faire porter avec une pile

286 MAG>ÉTISME ET ÉI.ECTaO-DYNAMUjlE.

convenable jns<ju‘ii 1,000 kilofjrainmes à un barreau de fer doux. On nomme ces aimants temporaires, ilcclro-aimantx (lig. 124), pour les distinguer des aimants permanents d’acier et des hélices électriijues.

La decouverte des électro-aimants a fait faire un pas trèsgrand au magnétisme, en fournissant un moyen de se procurer une puissance magnétique énorme, et on peut dire presque illimitée. Nous verrons dans les chapitres suivants, et surtout dans le sixième, le parti immense que la science en a tiré. Je me bornerai à citer ici les travaux de M. Delesse, savant français qui a applique d’une manière très-heureuse la puissance des électroaimants à la détermination des propriétés magnétiques d’un très-grand nombre de roches, qui ne se seraient point manifestées sous l'action des aimants ordinaires, meme les plus forts. On a également constaté ejue des électro-aimants peuvent agir sur des barreaux aimantés comme ils agiraient sur du fer doux non aimanté, c’est-à-dire leur imprimer un magnétisme passager contraire à celui qu’ils possédaient déjà , sans cependant détruire celui-là, qui reparaît après que l'action de l’élcctroaimant a cessé.

Ileancoup d'ex[(éricnccs ont été faites pour déterminer les conditions les plus favorables au développement d’un fort magnétisme dans les électro-aimants. La longueur cl le diamètre des branches du fer à cheval , le nombre des tours du fil conducteur, son diamètre, ont été successivement l’objet de nombreuses investigations, ftn a également varié la force et la nature de la pile destimuî à produire le courant; on a cherché s’il valait mieux que le lil enroulé autour des deux branebes de l’éleclro-aimant fût continu , de manière à être parcouru successivement par tout le courant, ou s’il était préférable qu’il fût divisé en un plus ou moins grand nombre de lils, entre lesquels le courant. total se réparlissail. MM. Moll, Henry, Lipbaus et Ouetelet , et bien d’autres encore, se sont occupés de ce sujet. Dernièrement MM. Jacobi cl Lenz ont déterminé ce qu’ils appellent les lois des électro-aimants. Mais, en fait, on n’a pas obtenu jusqu’ici des résultats qu’on puisse regarder comme bien généraux. Cela tient à ce (ju’il n’y a rien d’absolu dans ces lois.

DE l’aimantation PAB i’ÉLKCTBICITÉ DtNAMlQCE. 287 Ainsi, avec un courant d’une certaine intensité ou développé par une certaine pile, tel système d’électro-aimant est préférable, taudis que pour un autre courant, d’intensité ou d'origine différente, tel autre système le sera. Je me bornerai donc à citer, pour le moment, quelques résultats qui paraissent bien prouvés, et que j’ai eu moi-même l’occasion, soit de vérifier, soit de déterminer.

La qualité du fer influe beaucoup sur la force de l’électro-aimant; il faut qu’il soit aussi doux que possible : cette qualité tient encore plus à la manière dont il est préparé qu'à son origine; il faut en général le recuire plusieurs fois de suite, en ayant soin de le laisser refroidir très-lentement. La rapidité avec laquelle le fer perd son aimantation, dès que le courant cesse, dépend essentiellement de sa nature; cependant il dépend aussi des dimensions du barreau. Les fers à cheval dont les branches sont longues perdent beaucoup moins facilement et moins vite leur magnétisme que ceux dont les branches sont courtes, de 10 centimètres, par exemple. La pn'isence de l’armature aux extrémités des branches d'un électro-aimant contribue à lui conserver son magnétisme. M. Watkins a observé qu’un électro-aimant qui pouvait porter 120 livres pendant que le courant électrique l’aimantait, n'en ayant plus porté que 50 d»‘S que le courant eut cessé de passer, continua à les supporter très-longtemps tant qu’on n’eut pas dérangé l’armature. Mais en arrachant violemment cette armature, tout le magnétisme disparut. On a reconnu également cette même propriété dans le fer doux aimanté par d’autres moyens que par le courant électrique. Cependant, si l’armature est enlevée immédiatement après (|ue le fer doux a été saturé de magnétLsme, ou après qu’elle est restée en place pendant plusieurs semaines, l'électro-aimant, malgré cette séparation, conserve encore quelques traces de magnétisme. Cette influence de l’armature semble tenir à un état d'équilibre qui s’établit entre toutes les parties de ce qu’on pourrait appeler un circuit magnétique fermé, c’est-à-dire d’un aimant en fer à cheval dont les deux extrémités sont réunies par une armature. Lorsque ce circuit est brusquement ouvert par l’arrachement de l’armature, l’équilibre qui s'était constitué

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288 MAGNÉTISME ET ÉLECTEO-DYNAMIQCE.

cesse pour faire place à un second équilibre, qui ramène àTélat naturel et de neutralisation ordinaire l’ensemble des forces magnétiques du fer doux. M. Alexandre a observé que si l’on chauffe fortement, avec des lampes à alcool, un électro-aimant, en même temps que le fil qui l’entoure est traversé par de forts courants électriques, on le rend , par cette double action combinée, capable on tout cas de perdre son magnétisme immédiatement, des que le courant électrique cesse d’être transmis. Il faut évidemment, dans cette expérience, remplacer la soie dont on recouvre ordinairement le fil conducteur pour l’isoler, par de la gomme laque ou de la résine qui, sous l’action de la chaleur, forme une masse liquide capable de produire encore l’isolement nécessaire.

M. Moll avait observé le premier que, lorsqu'on renverse le sens du courant, celui du magnétisme, c’est-à-dire la place des pôles magnétiques, change immédiatement. Cependant le second magnétisme n’est jamais aussi fort que le premier, surtout si celui-ci a duré longtemps avant le changement opéré dans la direction du courant; toutefois un très-grand nombre de changements successifs finit par rendre un électro-aimant susceptible d’être magnétisé aussi facilement dans un sens que dans l’autre, fne aiguille d’acier fortement aimantée peut aussi, sous l’influence de forts courants, prendre des pôles opposés à ses pôles primitifs; il faut, pour cela, la placer de façon (ju’elle ne puisse obéir à l’action directrice que ces courants tendraient à lui imprimer. On peut également aimanter des aiguilles cl des barreaux d’acier avec avantage, en se servant de forts électroaimants. Peu importe que leur magnétisme soit temporaire, pourvu (ju’il dure le temps nécessaire pour l’aimantation. On a essayé également, avec quelque succès, d’appliquer contre les deux extrémités d’un électro-aimant celles d’un fer à cheval en acier qu’on avait chauffé jusqu’au rouge blanc, et de le laisser refroidir dans cette position. Après le refroidissement, il se trouvait avoir aripiis un magnétisme puissant et permanent.

La facilité avec laquelle le fer doux acquiert et perd le magnétisme avec la cause qui le produit, celle avec laquelle il s’aimante alternativement dans un sens ou dans l’autre, ont donné

DE l’aimantation PAR l’ÉLECTRICITÉ DYNAMIQUE. 289 naissanre à plusieurs appareils, et même à des applications telles que celles du télégraphe électrique, etlùen d’autres encore, dont nous nous occuperons dans la sixième partie de cet ouvrage. Nous nous bornerons, pour le moment, à décrire trois appareils qui mettent en évidence celte double propriété de la manière la plus élégante.

Dans le premier appareil, dont le principe a été imaginé par M. Hilchie, on dispose verticalement, sur un support horizon- . lal, quatre aimants cylindriques d’égale longueur, de manière qu’ils soient placés aux quatre angles d’nn carré, et que leurs surfaces supérieures soient exactement sur un môme plan horizontal (fig. I2ü).

On a soin de les tourner de façon que chacun des quatre ait alternativement en haut son pôle nord et son pôle sud. Deux petits électro-aimants, placés eu croix et mobiles dans un plan borizontal, autour d’un axe vertical passant par leur point de croisement, -sont arrangés de façon que, lorsijue Fig- tiS. l’une des quatre extrémités de leurs deux branches est en face de l’un des pôles magnétiques, les trois autres soient aussi respectivement en face des trois autres pôles magnétiques. Chaque électro-aimant est entouré d’un fil de métal recouvert de soie, et qui est destiné à transmettre le courant nécessaire à l’aimantation. Les deux extrémités de chacun de ces deux fils plongent, mais de manière à l’efüeurer seulement, dans le mercure de deux petits canaux annulaires concentriques, qui tous les deux sont creusés dans une pièce fixée au haut de l’appareil et en dedans des aimants. Chacun de ces canaux est divisé en quatre compartiments, et les petites cloisons transversales qui les séparent sont situées dans les parties des deux canaux qui correspondent exactement à la place de chaque aimant. L’un des pôles de la pile communique avec les deux compartiments opposés du canal intérieur et avec les deux autres du canal extérieur; l’autre pôle communique avec les quatre autres compartiments; les extrémités du môme fil plongent toujours, l une dans l’un des compartiments du canal extérieur, et l’autre dans le compartiment correspondant du canal intérieur; mais l’arrange- I. 19

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200 lUCNÉTISUl ET ^LECTBO-DTNESIIQliE.

menl est tel que si les extrémités d'uii tics fils sont dans certains compartiments, celles de l'autre sont dans les comparlimenls qui suivent ou qui précèdent immédiatement celui-là. 11 en résulte que les courants traversent les fils des deux électro-aimants en sens opposés, par conséquent que les extrémités de ces électro-aimants sont attirées par les pèles contraires des aimants fixes. Mais quand ils sont arrivés devant ces aimants, les bouts des fils passent chacun d'un compartiment dans le suivant; il en résulte un changement dans la direction du courant de chacun des deux fils, et par conséquent un changement dans le sens de l'aimantation de chaque électro-aimant. Aussitôt les quatre pôles dos élcetro-uimauts sont repoussés par les quatre pôles des aimants devant lesquels ils ont été respectivement amenés; Us sont , par conséquent, attirés par les pôles contraires des aimants suivants. Arrivés devant eux, le même changement de compartiments s'opère pour les bouts des fils, la même inversion, par consé([uent, dans le sens des courants a lieu , et la même répulsion que précédemment se manifeste immédiatement, et ainsi de suite; d'où résulte un mouvement continu de rotation qui peut devenir d'une rapidité inouie, ce qui prouve avec quelle promptitude le changement de sens dans l'aimantation peut s'opérer dans le fer doux, ün voit que, si les extrémités des fils peuvent passer d'un compartiment à l'autre sans être arrêtées par les cloisons qui les séparent , et tout en contiuuant à plonger dans le mercure, cela tient à ce que celui-ci, eu vertu de sa capillarité, s'élève un peu au-dessus des parois qui forment les canaux, et par conséquent des cloisons qui les séparent en plusieurs cases, et qui sont de la meme hauteur que ces parois, il arrive seulement quelquefois que le mercure entraîné par les pointes recouvre la cloison , et établit ainsi une communication entre deux compartiments consécutifs, ce qu'il faut éviter, car le mouvement cesse aussitôt , puisque le courant ne traverse plus les fils des électro-aimants mobiles, les deux pôles de la pile étant mis en communication directe par le mercure.

Le second appareil , qui montre avec iiuelle rapidité le fer doux peut acquérir et perdre son aimantation, a été imaginé et construit par M. Froment, habile artiste de Paris. 11 ennaiet^

DE L’AIMJLNTiTION PAR L’ÉLECTRICITi DYNAUIQUE. ^91 (fig. 126) eu un petit électro-aimant dont l’armature, qui se compose d’une plaque de fer très-légère , peut osciller entre les pèles d'une part, et un arrêt d’autre part contre lequel un ressort tend à la faire appuyer.

Un courant éiectricpie introduit dans l’appareil passe parla plaque de fer et son arrêt, du telle façon Fig. 126.

que le circuit soit interrompu dès que ces deux pièces se séparent. Cet ell'et se produit de lui-même en interposant dans le circuit le ül (jui entoure l’électro-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; nouvelle aimantation, nouvelle interruption du circuit et ainsi de suite, avec une rapidité qu’on est maître de régler et qui peut atteindre plusieurs milliers de battements par seconde. En tournant les vis qui servent à faire varier l’amplitude de la vibration et la force du ressort, on fait rendre à l’instrument tous les sons de l'écbelle musicale, ce qui permet d’en déduire le nombre de vibrations. Cet instrument, qui montre <[ue dans une seconde le fer d'un électro-aimant peut être plusieurs milliers de fuis aimanté et désaimanté, présente des applications dont nous nous occuperons quand nous traiterons des courants d’induction. Nous nous bornerons à en signaler une pour le moment; elle consiste en ce cpie l’instrument étant réglé de manière à rendre un son fixe, les moindres variations dans l’intensité du courant employé sont accusées à l’oreille par un cbangement dans le ton du son, qui j)rovient d’un changen^nt dans le nombre des vibrations correiq)ondautes.

Enfin, un troisième appareil, construit par M. Watkins (lig. 127i, consiste dans un balancier semblable, sauf qu’il est beaucoup plus considérable , à celui d’une montre et lié également à un ressort spiral. Ce balancier est muni d’une petite pièce de fer doux qui est placée très-près des pôles d'un élcciro-aimant, de telle façon que, lorstju’un courant

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292 MACNÉTI8MK IT ÉLECTnO-DTNAMIQUE.

électrique traverse le fil de 1 electro-aimant, elle est attirée par lui, vient adhérer à ses pôles en entraînant le balancier.

Mais un petit disque d’ivoire, dans lequel est incrustée une lame métallique, est fixée au balancier et se meut avec lui. Un ressort métallique, appuyé contre la circonférence du disque, se trouve ainsi tantôt en contact avec le métal, tantôt avec l’ivoire du disque. Dans le pre- Kgi. 4i7. mier cas, qui a lieu quand la pièce de fer doux est éloignée des pôles de l'électro-aimant, le courant est transmis et la pièce est attirée ; dans le second cas, qui a lieu quand la pièce est en contact avec les pôles, le courant n’est plus transmis, l’électro-aimant n’est plus aimanté, et la pièce de fer doux n’étant plus retenue près des pôles, le ressort spiral qui avait été tendu se détend et fait revenir le balancier en arrière. Celuici exécute ainsi dans un temps donné un nombre de vibrations plus ou moins considérable ; ce nombre dépend de l’intensité du courant transmis et peut ainsi lui servir de mesure.

Pour bien étudier dans ses détails l’aimantation opérée par les courants électriques, il faut avoir une ou deux bobines en bois entourées chacune de plusieurs circonvolutions d’un fil de cuivre recouvert de soie, à travers lequel on transmet le courant (flg. 128). 11 est bon que ce fil de cuivre, qui forme ainsi des

Fig. m.

hélices superposées, ait un diamètre de deux à cinq millimètres, afin qu'on puisse y faire passer un courant énergique sans qu’il s’échauffe sensiblement. Si l’on présente k l’ouverture d’une bobine semblable, dont le fil est dans le circuit voltaïque, une

DE l'aimantation PAR t'ÉLECTRlCITi DYNAMIQUE. 293 lige de fer doux et même une tige d’acier, on sent qu’elle est attirée, et elle se précipite dans la bobine jusqu’à ce qu’elle se soit placée de façon que son milieu coïncide avec celui de l’hélice enveloppante; résultat qu’on obtient également, que la tige soit plus courte ou plus longue que l’axe de la bobine ou qu’elle lui soit égale. Des balles de fer doux d’un diamètre quelconque, placées à l’ouverture de la bobine et pouvant rouler sur un plan intérieur bien horizontal, se précipitent également en dedans et s’arrêtent au milieu ; il en est encore de même pour des disques et des anneaux de fer doux, seulement, lors même qu’on les présente à l’ouverture de la bobine de manière que leur plan soit perpendiculaire à l’axe de l’hélice, ils se tournent immédiatement et se placent au milieu, de façon que leur plan ou leur diamètre soit parallèle à l’axe. Ce fait, et un grand nombre d’autres semblables, montrent de la manière la plus évidente la disposition que possèdent les corps magnétiques à s’aimanter toujours dans le sens de leur plus grande longueur, de manière que les pôles opposés soient aussi éloignés que possible l’un de l’autre. On en a une nouvelle preuve en faisant l’expérience avec une bobine dont l’ouverture a un grand diamètre de 12 à la centimètres, par exemple (fig. 129),

Fig. ISO.

et en obseï vant en particulier l’arrangement que prend la li- . maille de fer placée dans l’intérieur de cette bobine. 11 faut.

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Î9i MA<;:<KTISME KT ÉI.E<:TRi»-DT>AMIOI E.

pour que eetle obserAotion se fasse bien, que l’axe de la bobine soit vertieal; on introduit alors dans l'ouverture un disque de bois ou de carton muni d’un rebord, et dans lequel on a mis de la limaille de fer. A l’ouverture comme au fond de la bobine, la limaille forme une multitude de petits las qui se portent tous vers le centre , c’est-à-dire vers le point où l’axe coupe le plan qui les porte; mais à mesure qu’on s'approche du mjlieu de la l)obine, on voit les petits tas qui, séparés les uns des autres, ont jusqu’à 2 nu .'1 centimètres de hauteur, fuir le centre et s’approcher tous des bords, c’est-à-dire de la paroi extérieure de la bobine. Il semble que chacun de ces tas forme autant de petits aimants qui se repoussent mutuellement par l’effet de l’action répulsive de leurs pùles homonymes, comme ce serait le cas pour les aiguilles aimantées d’un faisceau magnétique, si elles étaient mobiles. Si au lieu de limaille on place dans la bobine des bouts de fil de fer plus courts que son diamètre intérieur, on les voit, dès qu’un courant traverse le fil de cuivre roulé en hélice, quitter leur position horizontale pour en prendre une verticale, en s’éloignant tous les uns des autres, et demeurer même suspendus dans cette position, quand on enlève par dessous le support sur lequel ils avaient été primitivement placés.

Un cylindre de fer doux, placé dans l'intérieur de la bobine et plus long qu’ elle, s’aimante, quelle que soit sa longueur, de façon toujours que ses pèles se trouvent aux points qui sont immédiatement au dehors de la bobine; c’est ce dont on peut Juger par la disposition qu’allecte la limaille de fer. La partie aimantée s’étend assez loin au dehors de la bobine, et si les deux portions <jui ressortent du cylindre sont d’inégale longueur, la plus longue est la plus fortement aimantée. Quand on introduit un cylindre creux de fer dans l’intérieur de la bobine, de manière que l’une de ses extrémités ou toutes les deux dépassent d’un ou deux centimètres au moins l’ouverture de la bobine, on trouve qu’il s’aimante extérieurement comme un cylindre plein; mais il ne manifeste intérieurement aucune espèce de trace de magnétisme; seulement si l’on met à un centimètre environ de l’une ou de l’autre de ses extrémités une

DE L’AIMAStATIO» PAH l’iLECTRICITÉ imAMIQüE. 295 petite balle de fer, on la \oit se porter avec rapidité vers l’ouverture, et là, en faisant le tour du bord, glisser sur la surface extérieure à laquelle, elle reste adhérente malgré son poids, jusqu’à une distance de 8 à 12 millimètres du bord. De la limaille de fer introduite dans rintérieur, mais près du bord, éprouve le même effet d'une manière également instantanée. Dans ces expériences, la bobine doit être placée de manière que son axe soit parfaitement horiïontal.

Non-seulement le cylindre de fer doux ne présente aucune trace de magnétisme intérieurement, sauf près des bords, mais il interrompt toute l’actinn magnétique de l'hélice sur du fer qu'on y introduit. 11 n’en est pas de même si ce cylindre est fendu horizontalement, pourvu <[ue cette fente aille d’un bout à l’autre, ou s’il est formé simplement d’une feuille de tôle dont les bords sont rapprochés et rivés, mais sans soudure. Dans ce cas, les effets magtiétiques intérieurs de l’hélice se mainfestenl commme à l’ordinaire ; il en est de même quand on introduit dans l’hélice un cylindre creux de cuivre ou d’un métal quelconque non magnétique, lors même ipie ces derniers cylindres ont leur surface parfaitement continue. Ces observations s'appliquent , noh-seulement aux effets magnétiques de l'hélice dont nous avons déjà parlé, mais également à ceux dont nous allons nous occuper. M. de llaldat a constaté, au moyen d'observations nombreuses et faites avec beaucotip de soin, (ju’un cylindre creux de fer doux, quelque mince que soit son enve- Inppe, prend sous l’influence du courant d’une hélice tout autant de force magnétique qu’un cylindre semblable, mais plein; ce qu'il regarde comme une preuve de plus à ajouter à celles qu’il a déjà données, que le magnétisme réside tout entier à la stirface, et que la masse n’exerce presque point d’influence sur les propriétés magnétiques d’un corps. Cette opinion de M. de llaldat trouve sa conlirmnlion dans les essais faits par quelques physiciens d’éleclro- aimants dans lesquels on remplace le cylindre de fer doux par nu faisceau de fils de fer, combinaison qui donne dans ipielque» cas une puissance magnétique beaucoup plus considérable, comme nous aurons occasion de le remarquer plus loin.

L’;- i7M<j :)yGiKï^U*

296 UAGNÉTISME £T ÉLECTRO-DÏNAIUOIE-

Un pliysicien fraudais, M. Nicklès, vient par des recherches intéressantes d’éclaircir un point contesté entre les savants allemands, relativement à l’inlluence de la longueur des tranches des électro-aimants sur leur puissance magnétique. M.M. Lenz et Jacüby, appuyés par M. Muller, soutiennent que, à égalité de conditions, la longueur des branches d’un électro-aimant est sans inUuence sur les poids portés; .M. Duh, au contraire, prétend que l’attraction d’un électro-aimant grandit avec la longueur des barreaux. .M. Nicklès a constaté que la proposition de MM. Lenz et Jacoby n’est vraie qu’autant qu’elle concerne les fers à cheval ordinaires, c’est-à-dire munis de deux hélices en sens contraire. Si les deux hélices sont de même sens et si le fer à cheval n’est muni que d’une hélice, et enfin si le barreau de fer est rectiligne à non en fer à cheval, c’est la proposition de M. Dub qui se vérifie. Celte iuüuence de la longueur tient, suivant M. Nicklès, à ce qu’eu allongeant un barreau aimanté on écarte les pèles de noms contraires, et on diminue d’autant les ellels de neutralisation que ces pôles peuvent exercer entre eux. M. Nicklès est arrivé à celte conclusion en prenant un barreau de fer entouré d’une hélice de fil de cuivre qu’il met dans le circuit, puis il choisit pour armature une pièce de fer dont la masse et la longueur, variables suivant le courant, sont prises de manière que cette armature puisse être attirée sans rester suspendue. A ce moment, il pose sur le pôle supi rieur de l’éleclro-aimant un cylindre de fer, immé-diateinent l’armature se suspend à l’aimant, y adhère plus ou moins énergiquement, pour retomber dès qu’on retire le cylindre qui est placé sur l’autre pôle. Voici le tableau de quelques résultats obtenus avec un certain nombre de cylindres de même section et de longueurs progressivement croissantes; le n° 1 avait 0“’,0oÜ de longueur, le n° 2 en avait 0"',10ü, le n° 3 0"', 1 1 0, etc. L’hélice se composait de 94 mètres de fil de 1 millimétré de lüamètre, formant 754 tours de spires; le cylindre placé sur la bobine était semblable au n° 3. L’armature était au bout du cylindre du poids de 74 grammes; sa surface de contact avait été rendue convexe. Deux courants de force dilTérenle ont été successivement employés.

DE l’ AIMANTATION PAR l’ÉLECTIUCITÉ DYNAMIQUE. 297

COURANT B’URE FORCE DE TANG. Il*,30

COUIAXT d'une force DE TANG,