MaKnftlnne par rotatloa

On doit à M. Arago la première expérience qui a montré que le mouvement est un moyen de développement du magnétisme ou des courants électriques dans tous les corps. Il ne faut point confondre cette action avec celle qu’avait découverte Coulomb, sur lai[uelle nous reviendrons, savoir que les aimants sont capables d’agir sur tous les corps de la nature de la même manière, à l’intensité près, qu’ils agissent sur le fer. Les phénomènes dont nous nous occupons dans celui-ci sont ceux auxquels donne naissance le mouvement, c’est-à-dire le déplacement de la cause qui agit par rapport au corps sur lequel elle agit. On a nommé magnétisme par rotation la forme sous laquelle M. Arago mit en évidence le premier cet ordre de phénomènes.

Ayant fait osciller une aiguille aimantée, librement suspendue dans une cage de cuivre circulaire dont le fond et les rebords étaient très-près de l’aiguille, M. Arago remarqua*que les oscillations de l’aiguille diminuaient rapidement de grandeur "et cessaient assez vite, comme si le milieu dans lequel elles s’opéraient était devenu plus résistant. Du reste, le voisinage du cuivre n’exerçait d’influence que sur l’amplitude, et non sur la durée des oscillations, qui s’accomplissaient exactement dans le même temps que dans l’air libre '. En faisant osciller l’aiguille au-dessus de plans de différente nature et à des distances variables du même plan , M. Arago s’assura que la distance dimi-

* C'est cette propriété üu cuivre d’amortir Wé oëctllalionfi de l'aiguille aimantée sans influer sur l'intensité du magnétiâme, que Weber a utilisée dans son galvanomètre (p. 344).

INDUCTION ÉLECTRO-DTNAMUIDE. 351

Duait considérablement rintensité de l'elTet, et que les métaux agissaient avec beaucoup plus d’énergie que le bois, le verre, etc. M. Seebeck, qui répéta l’expérience de M. Arago immédiatement après sa découverte, obtint' des résultats analogues. Ainsi il trouva qui si l'aiguille oscillait au-dessus d’un plan de marbre, il fallait qu’elle accomplit 1 12 oscillations pour (|ue l’amplitude fût réduite de 4ii°à 1Ü°, tandis qu'il n’eu fallait que 71 au-dessus du zinc et ti2 au-dessus du cuivre; malheureusement les expériences de M. Seebeck n’ayant pas été faites avec des plaques de mêmes dimensions et en particulier de même épaisseur, les résultats n’en sont pas comparables.

Apres la première expérience que nous venons de rappeler, M. Arago eut l’idée d'essayer si la placjne qui avait la propriété de diminuer l’amplitude des oscillations d’une aiguille aimantée, sans altérer leur durée, n’entraînerait pas l’aiguille avec elle lorsqu’on la mettrait en mouvement; ce qu’il vérilia.

On fixe à un appareil de rotation, tel qu’une table destinée aux expériences sur la force centrifuge, un disque de cuivre de 30 centimètres de diamètre environ, et de 2 ou 3 millimètres d’épaisseur (üg. 140); on suspend au-dessus et très-près, par

un fil de soie sans torsion, une aiguille aimantée, de façon que son point de suspension soit exactement au-dessus du centre du

352 MAGNÉTISUE ET ÉLECTHO-DTNAMIQl'E.

disque; on a soin d’interposer entre le disque et l’aiguille un écran de verre ou de carton, afin que l'agitation de l’air qui résulte du mouvement imprimé au disque soit sans influence sur l’aiguille. On met lé disque en rotation, et l’on voit l’aiguille aimantée se dévier de sa direction normale, dans le sens du mouvement imprimé, et faire avec le méridien magnétique un angle de déviation plus ou moins grand, suivant la vitesse de la rotation. Si le mouvement devient très-accéléré, l'aiguille finit par être entraînée et par tourner avec le disque lui-méme.

La force diminue très-rapidement avec la distance de l’aiguille au disque dans un rapport, à ce qu’il parait, plus grand que le carré ; les angles de déviation sont entre certaines limites proportionnels à la vitesse. On diminue considéraldement la puissance du disque de cuivre en le sillonnant de fentes dans le sens de ses rayons; ces solutions de continuité, qui n’altèrent point la masse, influent cependant beaucoup sur l’intensité de l’action.

Indépendamment des observations qui précèdent, M. Arago, en analysant la force mise en jeu dans ses expériences, a trouvé que A' enlrainanle ou tangenlielle au disque qu’elle est, elle peut devenir perpendiculaire à son plan et même agir dans le sens même de ses rayons; ce qui fait qu’on peut regarder la force totale comme une résultante de trois composantes, l’une perpendiculaire au rayon du disque, la seconde perpendiculaire au plan du disque, et la troisième parallèle à ses rayons. Nous avons déjà constaté l’existence de la première dans l’expérience fondamentale. Pour constater celle de la seconde, il suffit de placer un aimant verticalement au-dessus et très-près du disque, ce qu’il est facile de faire en le suspendant au bassin d’une balance. Aussitôt que le disque est en mouvement, le bassin est soulevé, ce qui prouve que l’aimant vertical est repoussé par le disque; le poids nécessaire à mettre dans le bassin pour rétablir l’équilibre indique l’énergie de cette répulsion. Quant à la troisième composante, on démontre son existence en plaçant verticalement au-dessus du disque une aiguille mobile (comme celle d’inclinaison) autour d’un axe horizontal, et de façon que cet axe soit perpendiculaire au rayon du disque. Si l'aiguille

est au-Jessus du centre, elle n’éprouve aucune action ; elle n'en éprouve pas davantage si elle est située au-tlessus d’un point plus près du bord que du centre du disque, savoir à une distance du centre égale à peu près aux deux tiers du rayon. Mais entre ce point et le centre, le pôle inférieur de l’aiguille est constamment attiré vers le centre ; au delà de ce point, c’est-à-<lire entre ce point et le bord, le pôle est attiré vers le bord du disque.

l’endanl que M. Arago analysait, comme nous venons de le voir, la force qu’il avait découverte, MM. Itabbage et llerscliell, Harris, llarlow et d’autres cherchaient à étudier les causes qui peuvent la faire varier d’intensité et la modifier. .MM. Itabbage et llerschell avaient répété l’expérience de M. .\rago en la renversant; ils avaient trouvé que des disques de cuivre ou d’autres substances, librement suspendus au-dessus d’un aimant en fer à cheval mis en rotation, tournaient dans la même direction que l’aimant avec un mouvement d’abord lent, mais dont la rapidité s’accroissait graduellement. L’aimant était disposé de manière à pouvoir recevoir un mouvement rapide de rotation autour de son axe de symétrie placé verticalement, les pôles en haut. Le mouvement du disipie changeait de sens avec celui de l’aimant. L’interposition de plaques de verre, de plaques métalliques non magnétiques, ne modifiait nullement les effets; il n’en était pas de même quand les plaques interposées étaient de fer; l’action était alors extrêmement amoindrie, et même entièrement annihilée quand il yen avait deux l’une sur l’autre.

En soumettant à l’expérience des disques de même diamètre, mais de diverse nature , les deux physiciens ont trouvé de grandes différences entre ces disifues quant à leur faculté d’être entraînés par l’aimant en rotation, quoique la vitesse du mouvement imprimé et leur distance à l’aimant fussent les mêmes. Ainsi le zinc et le cuivre paraissent posséder à cet égard une énergie quatre fois plus forte que le plomb, et cent fols plus forte qne l antimoine. Mais les disi[ucs n'avaient malbeureusement pas tous la même épaisseur, ce qui rend les résultats des expériences peu comparables, l’épaisseur exerçant, entre certaines limites, une influence marquée sur l’intensité du phénomène. 11 est probable que c’est à cette cause qu’il faut attribuer 1e peu 1. 2.3

354 mag:iétisme et électro-dynamique.

de puissance que MM. Babbage et llerscbell oui trouvé à 1 or. Ils n'ont, d’un autre côté, obtenu aucun effet avec le bois, le verre, la résine, le soufre et l'acide sulfurique.

Ces deux physiciens ont vérifié l'exactitude de 1 observation de M. .\rago sur l'influence des solutions de continuité, soit partielles, soit totales, dans les masses soumises à l'expérience. Ainsi un léger disque de cuivre suspendu à une distance donnée au-dessus d’un aimant exécutait ses révolutions en 55". Coupé en huit endroits dans la direction du rayon just]ue tout prés du centre, il lui fallut dans les mêmes circonstances 121*’ pour exécuter le même nombre de révolutions. Mais les parties séparées ayant été ressoudées avec de l'étain, l'effet primitif fut presque entièrement rétabli , de telle façon que le disque pût faire ses six révolutions en o6’', c'est-à-dire à peu près dans le même temps que lorsqu’il n’avait pas été coupé. Ces mêmes effets furent également obtenus avec d’autres métaux employés, soit comme disques, soit comme soudures. Nous verrons bientôt que tous ces résultats, ainsi que les effets eux-mêmes du magnétisme par rotation, s’expliquent très-bien par la présence de courants électriques que détermine dans les disques le voisinage d’un aimant, et dont la circulation est gênée quand il y a des solutions de continuité dans le corps conducteur. Aussi n’obtienl-on aucune action quand on fait tourner l’un parrap- ‘ port à l’autre deux disques quelconques ou un morceau de fer doux ou d’acier non aimanté et un disque de métal. Il faut absolument que l'un des corps en mouvement soit un aimant.

M. llarris, qui a fait un grand nombre d’expériences sur le même sujet, à trouvé, non-seulement de grandes différences entre les corps quant à la faculté qu’ils possèdent d’entraîner l’aiguille, mais aussi quant à la propriété qu’ils ont d’intercepter cette action. 11 a reconnu que le fer, et en général les substances magnétiques, ne sont point les seules qui puissent ainsi arrêter l'effet du magnétisme par rotation. Seulement il faut donner une très-grande épaisseur (de 8 à 12 centimètres) aux plaques des substances nou-magnetiques, telles que le cuivre, l'argent et le zinc, pour qu’elles puissent, en étant interposées, arrêter l’action d’un aimant en mouvement sur un disque mobile, et

IiroUGTION ÉLECTRO-DYNAMIQUE. 355

réciproquement. Enfin à la suite de nombreuses expériences, M. Christie à réussi, comme nous le verrons, à déduire de la force avec laquelle différentes substances entraînent l'aiguille aimantée dans leur mouvement de rotaiion, le pouvoir conducteur de ces substances pour l’électricité.

Mais l'un des faits les plus importants est dit à MM. .\mpère et Colladoii, qui ont trouvé que dans toutes les expériences du magnétisme par rotation, on pouvait remplacer l'aimant par une hélice à travers laquelle était transmis un courant électrique, établissant ainsi une nouvelle analogie entre un aimant et un assemblage de courants électriques, circulant tous dans le même sens dans des circuits fermés et parallèles entre eux. L'hélice traversée par un fort courant électrique était mobile, et uu disque de cuivre en rotation au-dessous d’elle l’entraînait avec lui comme il aurait entraîné une aiguille aimantée.

Des exiiérieuces assez nombreuses ont été encore faites avec des disques de fer et d’acier et des sphères de fer pleines et creuses. (Juand le fer est très-doux, les résultats sont assez semblables à ceux qu'on obtient avec d'autres métaux ; ils sont seulement plus énergiques; mais un disque d’acier ne produit aucun effet appréciable sur l'aiguille aimantée, qui, après quelques oscillations irrégulières , se maintient dans sa position d’équilibre. M. de llaldat, à qui l’on doit ces observations, en conclut que la force d’entrainement est pour les corps magnétiques en raison inverse de la force coercitive; nous verrons plus loin que cette conclusion ne peut être admise, le phénomène étant, non un phénomène magnétique proprement dit, mais un phénomène électrique.

M. üarlow a étudié en détail l’inlluence qu’exerce une sphère de fer en mouvement sur une aiguille aimantée. Il avait soin de neutraliser, par le voisinage d’un aimant fixe convenablement disposé, l’influence du magnétisme terrestre sur cette aiguille. Celle-ci était placée, tantôt tangentiellement à la sphère de fer, tantôt parallèlement à son axe de rotation, lequel axe lui-méme pouvait avoir, par la construction de l’appareil, différentes directions. Suivant le sens dans lequel tournait la sphère, on voyait ou le pôle nord ou le pôle sud de l’aiguille

356 MAGNÉTISUE ET ÉLECTRO-DYNAlilQl'E.

s'en éloigner; la répulsion exercée sur l'un ou l'autre des deux pôles dépendait aussi de la partie de la sphère de fer vers laquelle était placée l'aiguille; en d'autres ternies, le sens de la déviation changeait pour l'aiguille suivant quelle était placée au sud ou au nord de la spliére en mouvement. Tous ces effets tiennent évidemment à l'influence combinée qu'exercent sur le globe de fer, et le magnétisme terrestre, et celui de l'aiguille aimantée placée dans son voisinage. Il aurait été curieux de constater l'influence de la première cause seulement, en remplaçant l'aiguille aimantée par une aiguille de fer doux.

Un point très-important qu'a établi M. Barlow, c'est la grande différence dans l'action qu'exerce une sphère de fer suivant qu'elle est pleine on creuse. Cette différence est complètement nulle quand le globe et l'aiguille aimantée sont en repos, ce qui vient de ce que, comme nous l'avons dit, la force magnétique ordinaire est tout entière concentrée à la surface; mais dès qu'il y a mouvement, il n'en est plus de même, .\insi dans les mêmes circonstances et en se s»‘rvant de la même aiguille, un boulet de fer solide faisant 640 tours par minute, pesant 34 kilogrammes et de 20 centimètres de diamètre environ, déterminait une déviation constante de 28“ 24', tandis qu'un boulet creux du même diamètre, mais ayant un poids moitié moindre, ne déterminait qu'une déviation de 15’ 5'. Ces deux nombres sont la moyenne de plusieurs expériences faites avec beaucoup de soin.

.M. Boisson , qui avait déjà soumis à l'analyse mathématique les travaux de Coulomb sur le magnétisme, a cherché à rendre compte par la même théorie des phénomènes du magnétisme par rotation, .àttribuanl tous les phénomènes magnétiques à deux fluides impondérables soumis aux lois générales de réijuilibre et du mouvement, qui s'attirent et se repoussent en raison inverse du carré de la distance , il établit que la grande différence qui existe entre ces fluides et ceux auxquels sont dues les actions électriques , c'est tjue les derniers peuvent passer d'une molécule à l'autre, tandis que les fluides magnétiques n'éprouvent dans l'aimantation que des déplacements très-faibles et inappréciables directement. M. Boisson

Digiliz^ by Cooglc

BWIJCTION ÉLECTHO-DTSAMIOIE. 357

appelle éléments magnétiques ces petites portions îles corps dans lesquelles les fluides magnétiipies sud et nord peuvent se mou* voir et qui sont séparées les unes des autres par des intervalles imperméables au magnétisme. Tous les corps sont susceptibles d'avoir leur magnétisme naturel décomposé , mais plus ou muinsfacilemenl, suivant leur force coercitive ; c'est à cette force, qui est insensible dans quelques corps, que M. Poisson attribue la dilTérence qui existe entre eux quant à l'action qu’ils exercent suivant qu'ils sont en repos ou en mouvement. A l'état de repos, les corps dont la force coercitive est nulle ne doivent pas exercer d'action sensible sur l’aiguille aimantée ou du moins n’en doivent exercer qu’une très-faible ; mais à l’état de mouvement, le calcul démontre qu’il n’en est plus de même. M. Poisson est même parvenu à déterminer dans ce cas, à priori, l’existence des trois composantes que M. Arago avait trouvées par expérience.

La théoriequi sert de base aux calculs de M. Poissonaété renversée par les découvertes subséquentes de M. Faraday, qui donnent une explication toute différente des phénomènes du magnétisme par rotation. Aussi nous ne nous y arrêtons pas davantage, tout en remarquant que l’analyse mathématique, au moyen de laquelle cette théorie a été développée, p<;iit être encore utilement consultée par ceux qui, en se fondant sur des hypothèses autres que celles qui servent de point de départ à.M. Poisson, voudraient les soumettre à l’épreuve, du calcul. Nous passons donc maintenant aux phénomènes d’induction dont Faraday enrichit la science en 1832 et dans lesquels, comme nous le verrons, rentrent naturellement ceux du magnétisme par rotation.

$ 8. Induction prodnite par Ica coarnnis Slectri^iaea et par le maKnétlame.

En 1832, Faraday découvrit qu’un courant électrique ou un aimant peuvent développer à distance par influence dans un fil conducteur des courants électriques, de la même manière qu’un corps chargé d’électricité statique électrise par influence

358 UAG!<tTI81IE BT tLEGTBO-DTHiMIQIJE.

un conducteur isolé. Voici comment on obtient ce résultat remarquable.

On enroule autour d'un cylindre de bois deux fils de métal recouverts de soie de manière à en faire deux hélices parfaitement semblables, et dont les'spires soient parallèles et aussi rapprochées que possible (fig. 141). On fait communiquer les deux

Fig. ut.

bouts de l’un des fils avec ceux d’un galvanomètre, et les deux bouts de l’autre avec les deux pftles d’une pile. Au moment où l’on établit cette dernière communication, la première ayant été établie préalablement, on voit l’aiguille du galvanomètre se dévier; mais cette déviation cesse aussitôt, lors môme que le courant de la pile continue à circuler. Dès qu’on interrompt ce courant, l’aiguille du galvanomètre éprouve une seconde fois une déviation également subite et non permanente; mais cette déviation a lieu dans un sens contraire à celui dans lequel avait lieu la première. Ainsi le courant voltaïque qui traverse l’un des fils détermine dans l’autre un courant instantané à l'instant où il commence à passer, et en détermine un second à l'instant où il cesse de passer. Ces deux courants sont dits courants induits et le courant de la pile courant inducteur ; les courants induits sont, comme on le voit, instantanés; ajoutons encore que le premier a une direction contraire à celle du courant inducteur, et le second une direction semblable.

L’expérience peut se faire sous une autre forme : on enroule autour d’un tube en bois ou en verre un seul fil de mé-

WDUCTIOS ÉLKCTRO-DYNAMIQI E. 359

tal recouvert de soie, dont les deux bouts rommuniquent àvec les extrémités du liUl'un galvauométre; puis on introduit subitement dans le tube un cylindre électro-dynamique, c'est-àdire une hélice traversée par un courant électrique ; et on le retire ensuite de même. Au moment de l'introduction, on obtient dans l'hélice extérieure un courant d'induction dirigé en sens contraire du courant du cylindre électro-dynamique; au moment où l'on retire le cylindre, on obtient un second courant induit dirigé dans le même sens que le sien. Pour que ces deux courants soient sensibles, il faut introduire et retirer très-brusquement le cylindre électro-dynamique. Cette expérience, comme il est facile de le voir, revient au même que la précédente; dans celle-ci on a l'avantage de créer et de détruire instantanément, en fermant et en ouvrant le circuit, le cylindre électro-dynamique, tandis que dans la seconde on l'introduit et on le retire, opération qui ne peut pas s'exécuter avec autant de rapidité; nous verrous plus tard qu'il en résulte une différence dans les courants induits, ceux qui sont produits suivant le dernier mode ayant une durée quelque peu sensible, tandis que ceux qui sont produits suivant le premier mode sont tout à fait instantanés.

Quoi qu'il en soit, les deux expériences prouvent également que, lorsqu'on approche brusquement d'une partie d'un conducteur formant un circuit fermé un conducteur traversé par un courant, on détermine dans le premier un courant instantané dirigé dans un sens contraire à celui du courant qu'on approche, et que, lorsqu'on l'en éloigne, on détermine un second courant instantané dirigé dans le même sens que le courant qu'on éloigne.

L'analogie qui existe entre les propriétés des aimants et celles des cylindres électro-dynamiques fit supposer à Faraday qu'on obtiendrait les mêmes résultats en introduisant, dans l'intérieur de l'hélice creuse de la seconde expérience, un aimant au lieu d'un cylindre électro-dynamique. C'est en effet ce qui arriva. On peut employer pour cette expérience la double hélice ( fig. 141 ), eu unissant les deux fils par leurs bouts correspondants, ou en ne se servant, si l'on préfère, que de l'un des deux.

360 HXGHÉTISIIE ET ÉL£CTBO-DY?iXM10DE.

On dt'aerminc dans le 61 de l'hélice, en y introduisanl un aimant, un courant instantané dirigé en sens contraire de ceux qui constituent l'aimant dans la théorie d'Ampère, on en détermine un autre également instantané, mais dirigé dans le même sens que ceux de l'aimant, au moment où on le retire, tjes deux courants induits sont, lorsque le barreau aimanté est passahlerneul énergùpie, bien plus intenses que ceux ipii sont produits par des courants inducteurs. Pour augmenter leur force, il faut introduire et retirer rainianl aussi lirusquement que possible. On peut également employer un autre procédé plus eomniode et plu.s sûr. Il consiste à introduire un cylindre lie fer bien doux dans l intérieur d'une hélice, dont les deux bouts communiquent avec le galvanomètre. ,\u moyen d'im aimant en fer à cbeval ou avec les pèles np[Mrsés de deux barreaux aimantés, on aimante brusi(uemcnt le fer doux; aussitèl on obtient le premier courant induit ; e'est en effet eomme si l’on avait introduit un barreau aimanté dans rintérieur de l'hélice. Ou enlève l’aimant en fer à cheval ou les barreaux aimantés; aussitôt le cylindre de fer doux est di^aimanté, et le second courant d'induction paraît ; c’est comme si on avait enlevé de rintérieur de l’hélice le barreau aimanté. »

Kniin on peut, en faisant rexpéricncc avec la double hélice suivanl le mode indiqué le premier, mais eu introduisant dans son iiilérienr un cylindre de fer doux, obtenir un effet encore plus considérable. Kn etfel, le courant i[ui traver.st> une des hélices non-seulement détermine, an moment on il est établi, im eomnnl d'induction dans l'mitrc, mais en même temps ainiaiilc le fer doux, qui par cela même en détermine aussi un dans le même sens et bien jdus fort. De même, quand le courant cesse de passer, le fer doux étant désaimanté, il y a développement d'un second courant induit ipii s'ajoulcégalcmentàcelui qui résulte de la suppre.ssion du courant inducteur.

l’iic question assez diflieile à résoudre se présente ici, c'est de sîivoir quel est l’état du lil conducteur induit pendant (pi’il est sons l’inllnence du courant iiidneteur on de l’aimant. Il .semblerait que ce n'est pas un état naturel, puisqu'au moment où riulluence cesse, le lil donne naissanco.à un courant eu re-

INDUCTION ÉLECTRO-DVNAMIQUK. 361

passant à l'clat naturel; d’un autre côté le iil, pendant la durée de cette intluenre, ne manifeste aucun courant, aucune propriété particulière, ni électrique, ni magnétique, ni d’un autre genre (juelconque. Faraday avait nommé électro-tonique cet état particulier. Il semble avoir été amené plus lard par de nouvelles reclierches à renoncer à celte supposition d’un état électro-tonique dans le fil, et à admettre que le second courant induit est dû, comme le premier, à une action particulière et immédiate, et n’est pas simplement reffel du retour du fil à sou étal naturel, élalquin'a pas cessé d'exister. Nous reviendrons sur celle (jucslion délicate, à la fin de ce chapitre, dans un paragraphe consacré à quelques considérations générales sur l'inductiou.

L’intensité des courants induits dépend de plusieurs circonstances, d'abord de la longueur et du diamètre desjils des hélices, ensuite de l'énergie du courant inducteur ou de la force de l’aiinanl.On ne peut donner aucune règle précise sur ces divers points. Kn général, il y a de l'avantage à prendre des fils très-longs et même à ajouter bout à bout plusieurs hélices l’une à la suite de l'autre; mais alors il faut, si ce n’est pas avec un aimant qu’on opère l’induction, employer un courant inducteur provenant d'une pile d'uii grand nombre de couples. Au reste, ces données varient avec la nature des effets, et par cüDS('(|ueut avec celle des conducteurs que soûl appelés à traverser les courants induits, et même avec la longueur et le diamètre du fil du galvanomètre dont on fait usage pour percevoir ces courants.

Jusiju’ici, pour produire les phénomènes d’induction par les courants électriques, nous avons fait usage de deux conducteurs. l'un destiné à conduire le courant inducteur, l’autre dans lei|uel se développe le courant induit sous l'influence du premier. L’expérience a montré que le phénomène de l’induction peut se manifester avec un seul conducteur dans lequel, à la fois, on transmet le courant inducteur et on perçoit le courant induit; c’est celle forme particulière d'induction qu'on nomme induction d’un courant sur lui-mèine. Déjà, en 1832, M. Henry de Princeton, en Amérique, avait observé que, lorsqu’on réunit les pôles d’une petite batterie par un iil de cuivre au moyen de

362 MAGNiTISME ET ËLECTRO-DTnAMIQt E.

deux capsules remplies de mercure, on obtient une étincelle brillante au moment où l’on rompt le circuit en soulevant hors du mercure l’un des bouts du fil de cuivre, mais seulement si ce fil a une longueur de 10 à 13 mètres; s’il n’a que 30 à 40 centimètres de longueur, il n’y a pas d’étincelle. On augmente beaucoup l’effet en roulant le fil de cuivre en forme d'hélice. M. Jenkiiis avait également remar<|ué de son cété que, quand on réunit les deux plaijues d’un simple électro-moteur, c’est-àdire d'un simple couple, au moyen d’un fil tourné en hélice autour d’un cylindre de fer doux, on éprouve une secousse eha(|ue fois qu’on interrompt le circuit lorsqu’on tient les deux extrémités du fil, une dans chaque main; on observe en même temps une étincelle brillante au point où le circuit est rompu. On n’obtient aucun effet dans les mêmes circonstances si l’on se sert, pour établir la communication entre les deux plaques du couple, d’un simple fil de cuivre.

Faraday, à la suite d’une longue étude expérimentale de ce point particulier, est arrivé à montrer qu’au moment où l’on interrompt le circuit d’un seul couple formé par un long fil de cuivre, il se produit dans ce fil un exlra-courant qu’on peut percevoir directement, en soudant à chacun des bouts du fil un appendice, soit une plaque de cuivre, et en réunissant ces deux plaques par divers conducteurs. Un fil fin de platine est rougi et fondu, l’eau est décomposée, l’aiguille aimantée est déviée au moyen du courant transmis entre les deux appendices. Si le conducteur ijui les réunit est imparfait, alors l’étincelle est très-brillante au point où l’on interrompt le circuit; elle est par contre nulle s’il est bon ; c’est que, dans le premier cas, l’cxtra-courant développé dans le long fil qui unit les pèles de la pile achève son circuit à travers la pile elle-même, puisqu’il ne peut passer ailleurs, tandis que, dans le second, il l’achève à travers le corps qui unit les doux appendices, vu que ce corps se trouve être un bon conducteur. Cet extra-courant peut donner naissance à une étincelle entre les deux appendices quand on les approche jusqu’au contact l’un près de l’autre; si on les lient dans ses mains, c’est une commotion qu’on éprouve.

mDtXTION ÉLECTRO-DYNAMIQUE. 363

L’énergio de l’extra-courant est beaucoup plus prononcée quand le 61 qui unit les deux pôles de la pile est enroulé en forme d’hélice, et surtout quand cette hélice contient intérieurement un cylindre de fer doux. Cette circonstance, jointe à d’autres encore, est une preuve que cet extra-courant est bien un courant d’induction, avec cette seule différence, qu’il est développé dans le même conducteur qui transmet le courant induit. L’action mutuelle des spirales les unes sur les autres, dont chacune sert à la fois de corps inducteur et de coqis induit, l’influence du fer doux qui, aimanté par le courant inducteur, augmente ain.si l’intensité du courant induit, sont tout à fait d’accord avec toutes les conditions essentielles do l’induction, aussi bien que la direction mémo de l’extra-courant, qu’on peut apprécier, soit par la décomposition chimique, soit par l’effet galvanomélrique. Cette direction, en effet, est telle, que dans le circuit formé par le long fil qui unit les plaques du couple et par le conducteur qui réunit les deux appendices, le courant va dans le long fil dans le même sens suivant lequel cheminait le courant du couple lui-même. On ne doit pas oublier que le courant induit dont il s’agit ici est celui ipii se produit au moment où le circuit est interrompu, et non pas au moment où il est établi; or, le second courant est toujours dirigé dans le même sens que le courant inducteur. Ouanl au premier courant induit, il ne peut être jierçu, puisqu’il circule dans le même circuit qui transmet le courant même du couple, et qu’il ne peut se développer qu’autant que ce courant est établi et (|ue par conséquent le circuit est fermé. Mais comme il va en sens contraire, il diminue un instant l’intensité du courant primitif ; nous verrons plus tard que cette diminution peut devenir sensible, et accuser ainsi d’une manière certaine l’existence même du premier courant induit.

Un courant inducteur ne détermine pas seulement dans le conducteur soumis à son influence un courant induit, mais il peut y déterminer des effets très-prononcés d’électricité statique, tels que des étincelles à distance dans l’air, la charge d’un condensateur; de telle sorte que le courant d’induction est transformé entièrement en électricité statique. Ce fait impor-

364 MAGNÉTISME ET ÉLECTHO-DTNAMIQCE.

tant signalé par M. Faraday a été conslnté par MM. Masson et Brrgucl, au moyen d’expériences faites sur une très-grande éclielle, et d'autant plus concluantes, que la source d’électricité dont on se servait pour opérer l’induction était un courant ou un aimant, et non de l’électricité de tension. Deux fils de 6oü mètres chacun et bien isolés étaient enroulés autour d’une bobine de manière à être juxtaposés l’un à l’autre. L’un des fils était mis dans le circuit d’une pile, l’autre communiquait par ses deux extrémités avec les plateaux d’un électroscope condensateur. Chaque fois qu’on interrompait le courant inducteur au moyen d’un rhéotome, on donnait au condensateur de fortes charges d'électricité, dont le signe était d’accord avec la direction du courant qu’on aurait obtenu dans un galvanomètre. On pouvait même tirer des étincelles des plateaux du condensateur, mais seulement quand on le chargeait avec le courant induit au moment de l’interruption, car celui qui est induit au moment de l’établissement ne donne pas d’étincelles et ne charge le condensateur que faiblement.

Il n’est pas nécessaire, pour avoir des signes de tension électric(ue, de se servir des deux bouts de la même hélice. Si on a deux hélices, l’une de 1,300 mètres parcourue par le courant inducteur et isolée sur un gâteau de résine, l’autre de OaO mètres placée au-dessus et très-près de la première et suspendue à un fil de soie, de manière à être bien isolée, ou éprouve une vive commotion en saisissant l'extrémité du fil de la première hélice et l’extrémité contraire (c’est-à-dire qui se charge d’une électricité contraire) de la seconde. Cette expérience prouve que les deux fils sont, au moment de l’interruption du circuit, dans les mêmes conditions que deux bouteilles de Leyde chargées ; il se pourrait , il est vrai, que la soie qui entoure les fils des hélices se chargeât elle-même d’électricité statique qu’elle conserverait àcause de sa faculté isolante, et qu’il y eût là une source d’erreur; cependant l’cxtra-courant peut également à lui seul donner, avec l’hélice de 1 ,300 mètres, des effets aussi forts quelle courant induit. 11 a même produit des étincelles très-vives dans le vide entre deux boules de laiton placées à une distance l’une de l’autre d’abord de 2 millimètres, portée

ensuite jusqu’à 2 centimètres, sans que la lumière cessât d’ apparaître. Dans cette expérience, la boule et toute la tige formant le pôle positif de l’extra-coiirant sont entourées d’une atmosphère violette; la boule négative est entièrement nue; mais il y a entre les deux boules une espèce de llamme rougeâtre dont la boule négative est la base; et de temps à autre on aperçoit, sur cette même boule, une multitude de petits points brillants. La pile qui produisait le courant inducteur était seulement de huit couples de Daniell. Avec le courant induit dans une hélice différente de celle où circule le courant inducteur, on obtient des effets lumineux tout aussi prononcés, ce qui prouve qu’on peut induire un courant dans un fil ouvert, pourvu cependant que les deux extrémités en soient réunies par un conducteur, rùle que joue ici le vide. Du reste, les propriétés de la lumière électric[ue qu’on obtient au moyen des courants d’induction ressemblent tout à fait à celles de la lumière qui se dégage dans les décharges ordinaires.

Dans toutes ces expériences, .MM. Masson et Breguet se servaient d’un rhéotome à roue dentée (fig. 131). M. Abria, au moyen d’un rhéotome à peu près semblable et dont nous donnons la description plus bas, a obtenu des effets lumineux également très-prononcés , mais il a remarqué que la boule ou pointe négative est entourée d’une atmosphère violacée, tandis que de la pointe positive part une llamme rougeâtre qui s’allonge à mesure qu’on écarte la pointe de la boule, mais sans atteindre cette dernière, de sorte qu’il existe un intervalle obscur entre la pointe et la partie supérieure de cette llamme. Cette lueur rougeâtre ne parcourt que la distance entre la boule et la pointe, qui est de A à 5 millimètres.

Une manière de produire l’induction que nous n’avons pas encore mentionnée, c’est d’employer le magnétisme terrestre. Faraday le premier, dans ses belles recherches sur l’induction, a démontré, ainsi qu’on devait s’y attendre, qu’on peut développer des courants induits par la force magnétique du globe comme on en développe au moyen d’un aimant ou par l’influence des courants fermés. Voici son expérience fondamentale : on prend un fil de cuivre de 3 mètres de long environ, et

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366 MAGNÉTISMX ET ÉLECTRO-UTNAMIQUE.

de 1 à 2 millimèlres de diatnèlre; ou 1 altache par un des bouts à l’une des extrémités du ül d’un galvanomètre multiplicateur et par l’autre bout à l’autre extrémité ; puis on lui donne la forme d un rectangle qu’on place perpendiculairement au méridien magnétique et dont le côté inférieur se trouve interrompu par le lil du galvanomètre. Le ül lui-même est disposé de façon (ju'onpcut donner au rectangle un mouvement de rotation autour de son côté inférieur, ou, ce qui revient au même, faire décrire au côté supérieur une surface cylindrique autour du côté inférieur. Si l’on fait cbemmer ce côté de l’ouest à l’est, l’aiguille du galvanomètre indique la présence d un courant induit (brigé du sud au nord ; si on le fait cbeminer de l’est à l’ouest, le courant induit va dans le fil mobile du nord au sud. Le phénomène est le même dans tous les azimuts. Il n’y a qu’un cas dans lequel on n obtienne aucun effet: c’est lors<iue la partie mobile du fil se meut parallèlement à la direction de l’aiguille d’inclinaison ; mais pour peu quelle soit inclinée par rapport à cette direction, il y a développement d’un courant mduit; et quand elle lui est iierpendiculaire, ce courant est à sou maximum d’intensité. Il n’est pas nécessaire de donner au fil la forme d’un rectangle; on observe les mêmes pliéiiomènes en lui donnant la forme d’une courbe fermée quelconque, dont le plan soit disposé comme l’était celui du rectangle. Plus est longue la partie du ül à latjuelle ou imprime un mouvement, et plus est grand l’espace qu’on lui fait parcourir, plus est considérable l’effet qu’en éprouve le galvanomètre.

11 résulte évidemment des phénomènes que nous venons de décrire, que le globe terrestre agit pour produire l’induction comme agirait un fort aimant placé dans l’intérieur du globe dans la direction de l’aiguille d’inclinaison, ou comme une cemlure de courants électriques dirigés de l’est à l’ouest autour de l'èjuateur magnétique.

Les premiers courants d’induction que Faraday avait obtenus par l’inlluence du magnétisme terrestre s’étaient manifestés dans une hélice dont le fil communiquait, par ses deux extrémités, avec celles du galvanomètre, et qu’on retournait un plus ou moins grand nombre de fois dans le plan du méridien

hy Guüglc

mmjCTION ÉLECTHO-DTÎlAMIQÜE. 367

magnétique. Un barreau de fer introduit dans l'hélice augmente beaucoup l’intensité de l'elfet; alors le courant induit n'est pas dû à l’action directe du magnétisme terrestre, mais à celle du barreau, qui lui-méme est aimanté par ce magnétisme.

La facilité avec laquelle le magnétisme terrestre peut développer des courants électriques dans des corps en mouvement conduit à une consé(|uence qui peut paraître extraordinaire au premier moment, c'est qu'il n'est par une pièce de métal qui, étant mise en mouvement et demeurant en même temps en contact avec d'autres corps conducteurs en repos ou animés de vitesses différentes, ne soit pas cela même traversée par des courants électri([uos. C’est ce qui doit, en particulier, arriver aux différentes pièces en mouvement d'une machine à vapeur. Faraday a réussi en imprimant simplement un mouvement de rotation à un disque de cuivre horizontal, et par conséquent incliné de près de 7U° à l'aiguille d'inclinaison, à obtenir des courants d'induction qui étaient toujours dirigés du centre à la circonférence ou de la circonférence au centre, suivant le sens de la rotation ; pour percevoir ces courants, on avait soin de mettre l’une des extrémités du galvanomètre en communication avec l’axe, et l’autre avec la circonférence du disque. Aucun effet n’avait lieu, lorsque le disque tournait dans le plan du méridien magnétique ou dans tout autre plan passant par la ligne d’inclinaison; mais dès que le plau dans lecjuel il se trouvait était incliné seulement d’un très-petit angle sur cette direction, la rotation donnait immédiatement naissance à un courant ((ui, pour une vitesse de rotation constante, avait son maximum d’intensité quand cet angle était de fM)°. .Avec un globe de cuivre disposé de façon que son axe de rotation soit incliné à la direction de l'aiguille d’inclinaison, mais reste dans le plan du méridien magnétique, on obtient, en lui imprimant un mouvement autour de son axe, des courants d’induction qui sont assez énergiques pour exercer immédiatement une déviation sur une aiguille aimantée qu’on en approche, sans que l’intermédiaire d’un galvanomètre soit nécessaire. On a soin de se servir d'une aiguille asiatique suspendue à un fil de soie très-lin, et de la placer dans un bocal de verre pour la mettre à

368 UAGNtTISME ET ÉLECTBO-DTNAMIQL'E.

l’abri de l'agitaliou de l'air. On approche le système asiatique du globe en mouvement de telle façon, que l'aiguille supérieure soit dans le plan horizontal qui passe par le centre du globe; si elle est placée à l’est et que le globe se meuve de l'est à l'ouest, son pôle uord se dévie à l'est ; il se dévie à l'ouest quand la rotation a lieu de l’ouest à l’est. Les effets ont lieu dans un sens inverse si le système asiatique des aiguilles est transporté à l’ouest du globe en mouvement.

Les effets que produit un globe de cuivre mis en rotation sont exactement de même nature que ceux que .M. Barlow a obtenus avec un globe de fer placé dans les mêmes circonstances ; ce ([ui prouve que la déviation exercée sur une aiguille aimantée par une sphère de fer en mouvement ne tient pas au magnétisme, mais aux courants d’induction développés par l'influence du magnétisme terrestre ; circonstance qui établit, aussi bien dans la cause que dans la nature des effets, une grande différence entre l’action d’un globe de fer en repos et l’action d'un globe de fer en mouvement.

S 8. Bspllcatioa par l’indactton du macDétUme de rotatioa.

En voyant le magnétisme terrestre capable de produire par induction des courants continus dans des corps conducteurs en mouvement, quelle que soit leur forme, nous sommes conduits à présumer avec une certitude presque complète que l’action des aimants en peut faire autant, et à trouver ainsi l’explication des phénomènes du magnétisme de rotation, en les rattachant à la production des courants d’induction. C’est encore à Faraday qu’on doit la vérification de cette conséquence. 11 a d'abord montré qu’un disque de cuivre mis en rotation autour d’un axe dans un plan quelconque donne naissance à des courants électriques, quand on le fait circuler de façon que son bord passe entre les deux pôles opposés de deux aimants ou d’un aimant en fer à cheval (fig. 142). Le voisinage d’un seul pôle est suffisant; mais l’effet est moins prononcé. L’une des extrémités du galvanomètre qui accuse ce courant communique avec

• INDUCTION ÉLECTBO-DYNAJIIQCE. 360

l’axe du disque el l’aulre avec sa circonférence, qu'on a soin d’amalgamer pour rendre le contact plus parfait. Le courant

Fig. U2.

produit sur l’aiguille du galvanomètre une déviation permanente, dont le sens et l'intensité dépendent du sens et de la rapidité de la rotation, toutes les autres circonstances restant les mêmes ; tant que la rotation s’exécute dans le même sens, le courant conserve la môme direction, lors même que le point de la circonférence qu’on louche avec le conducteur est à gauche ou à droite de la partie qui passe près du pèle où est cette partie même. L’intensité diminue seulement à mesure qu’on s’en éloigne. On peut faire communiquer les deux bouts du galvanomètre également avec le bord du disque; et on obtient des courants dont le sens est déterminé par celui des deux bouts qui est le plus près du lieu où sont les pèles de l’aimant. S’ils sont tous deux à la même distance de ce lieu, l’un à gauche, l’autre à droite, le courant est nul, ce qui tient à ce qu’il y a deux courants égaux et contraires qui se neutralisent.

Faraday a obtenu exactement les mêmes effets en remplaçant l’aimant ordinaire par un électro-aimant ou même par une simple hélice traversée par un courant, mais sans noyau de fer intérieurement. Toutes les précautions avaient été prises pour que les résultats ne fussent point influencés par le magnétisme terrestre ; il était facile de s’assurer qu’il en était ainsi en constatant qu’il n’y avait plus d’effet dès qu’on éloignait du disque l’aimant, l’éleclro-aimant ou l’héhce. Le savant physicien anglais a cherché à établir une relation entre le sens des courants qu’il obtient dans ses expériences et la direction des lignes de force magnétique ou courbes magnétiques qui émanent de chacun des pôles de l’aimant, dont on détermine la I. >2-1

370 MAG?nÉTI8ME ET ÉLKCTRO-DT.> AMIQCE.

füire et la position par la distribution de la limaille. 11 estime que, tant que le sens du mouvement du dis(jue est le même,, les rapports de position du métal avec les résultantes de la force magnétique restant également les mêmes, la direction du courant lie doit pas varier, mais qu'elle doit changer par conséquent si le sens du mouvement devient inverse de ce qu’il était. 11 parvient à expliquer de même, eu les rattachant au phénomène du mouvement continu de rotation des courants électriijues et des aimants les uns autour des autres , les ditférentes formes sous lesquelles, êomme l’a découvert M. Arago, peut se manifester l’action mutuelle des disques et des aimants en mouvement.

fous les elfets qui se rattachent à la production des courants d’induction aussi bien dans des surfaces ou dans des masses métalliques que dans des simples iils me paraissent s’expliquer d’une manière plus simple en les ramenant à la loi primitive de l’induction découverte par Faraday lui-même, et en considérant avec Ampère les aimants comme un assemblage de courants dirigés tous dans le même sens, dans des plans perpendiculaires à l'axe maguéti(|uo; considération d’autant mieux justibée ici qu’un pareil assemblage de courants reproduit tous les mêmes phénomènes qu'on obtient avec un aimant.

Kxaminons d’abord à ce point de vue l’expérience de Faraday du disiiue qui tourne sous rinllueuce d'un aimant dont le pMe est au-dessus ou au-dessous de sa surface. L’un des bouts du galvanomètre est en contact avec l'axe du dis(|ue et l’autre avec les points de la circonférence qui viennent tous passer à une même distance du pôle ou des pôles magnétiques. Si ces points n’ont pas encore passé près du pôle, il est évident qu’au moment où ils s’en approchent, il so développe dans la portion du disque à laquelle ils appartiennent un courant d’induction parallèle à celui de la face de l’aimant la plus rapprochée, et dirigé en sens contraire; ce courant, qui chemine le long du rayon du disque, achève son circuit par l’intermédiaire du ül du galvanomètre. Si les points du disque que touche successivement le second bout du galvanomètre sont ceux qui ont déjà passé sous l’inlluence du pôle, le courant d’induction qui chemine et qui est perçu de la même manière que celui qui

1!«DICT10N ÉLBCTBO-DïNAMlQUE.

était développé dans le premier cas , se trouve dirigé dans le même sens que le courant situé sur la face de l'aimant près de laquelle vient de passer la portion du disque qu'ou considère. Mais cette face de l'aimant a ses courants dirigés en sens contraire des courants de la première face, puisque les courants qui constituent l’aimant circulent autour de sa surface. Il en résulte que le courant d’induction du premier cas ayant une direction contraire à celle des courants de la face de l'aimant vers laquelle il tend, et les courants d’induction du second cas ayant une direction semblable à celle des courants de la face qu’il vient de quitter, ces deux courants marchent dans le même sens, puisijue les courants dos deux faces ont eux-mêmes un sens opposé '.

Uuand les deux bouts du galvanomètre communiquent l’un et l’autre avec deux portions de la circonférence situées d’un cêté opposé du pèle magnétique, alors le courant induit qui est perçu par le fil de riiistrumeut n’est plus celui qui chemine de la circonférence du disque au centre, mais bien celui qui est développé parallèlement au bord par l’inlluence des courants de celle des faces de l’aimant parallèles à ce bord, qui en est le plus rapprochée. Or, cette influence donne naissance à deux courants induits dirigés en sens contraire, l’un dans la partie du disque qui tend vers lu face de l’aimant, l’autre dans la partie du disque (jui s’en éloigne. Ces deux courants parcourent nécessairement le même circuit; circuit formé de la partie du disque comprise entre les deux points de contact de sa circonférence avec les deux bouts du galvanomètre et du fil même de cet instrument. Si les deux courants sont égaux, l’elfet est nul, c’est ce qui a lieu quand les deux points touchés sont, de part et d’autre, également distants du point placé sous l’influence de l’aimant. Lorsque les deux points sont inégalement distants, les doux courants ne sont plus égaux, et il y a un efl'el provenant de leur différence d’intensité; celui qui est développé dans la portion du disque correspondante au point le plus rapproché

• Pour être plus bref, j'ai employé le root courant pour la partie du disque dans laquelle chemine le courant.

(lu pôle étant toujours le plus fort,puis(|u’il est le plus rapproché de la cause qui produit l'induction.

Les détails dans les([uels nous venons d’entrer pour expli- (juer les deux expériences de Faraday nous dispensent de donner la description de plusieurs expériences du môme genre faites, soit par ce savant lui-même, soit par d’autres. Nous nous bornerons seulement à montrer encore comment les mêmes principes donnent une explication satisfaisante des phénomènes du magnétisme par rotation d’Arago. Ici les courants d'induction (jue développe l’approche et l’éloignement succcissifs de l’aimant achèvent leur circuit entier dans le disque lui-même, puisqu’il n'y a aucune communication établie par le fil d’un galvanomètre ou d’aucune autre manière; toutefois c’est naturellement toujours la portion de ces courants qui réside dans la partie du disque la plus voisine de l’aimant, qui détermine l’action attractive ou répulsive. Les trois actions reconnues par Arago ont lieu, l’une perpendiculairement aux rayons du disque, la seconde perpendiculairement au disque lui-même, et la troisième dans le sens même des rayons. La première, celle qui entraîne l’aiguille, provient des courants d’induction que détermine dans le disque lui-même, et parallèlement à son contour, la face inférieure de l’aiguille aimantée; les courants qui vont en sens contraire de ceux de l’aiguille, dans les points du disque qui s’approchent d’elle, la repoussent eu même temps qu'elle est attirée par les courants induits développés dans les points du disque qui s’éloignent d’elle, lesquels cheminent dans le même sens que les siens propres. Cette double action entraîne l’aiguille dans le même sens que le disque, ou entraîne le disque dans le même sens que les pôles de l’aimant, si ce sont ceux-ci qui sont mis en mouvement. Le second genre d’action, qui consiste dans la répulsion exercée par le disque en mouvement sur un aimant vertical suspendu au-dessus de lui, provient de la répulsion qui a lieu entre les courants de l’aimant et les courants d’induction dirigés en sens contraire, que la partie du disque qui s’approche de lui acquiert par le fait môme qu’elle s’en approche. Une fois la répulsion opérée, les courants induits dans la partie du disque qui s’éloigne ne

INÜICTIÜ.N ÉLKCTnO-DYNAMlQIE. 373

peuvent plus, à cause de la dislaneo trop grande, attirer l’aiiiiant, quoi([u’ils cheminent dans le même sens t|ue ses propres courants, tandis que les courants induits dans la partie du disque qui s’approche continuent à le repousser. La conséquence de cette explication, c’est que si l’aimant est suspendu au-dessus du centre même de rotation du disque, il doit rester en repos; c’est effectivement ce que l’expérience conürnie.

I.A3 troisième genre d’action a lieu dans le sens du rayon du dis(|ue, et s’exerce sur une aiguille verticale mobile autour d’un axe horizontal, dans un plan vertical passant par le centre de rotation du disque. Si l’aiguille est au-dessus de ce centre même, il n’y a aucun effet, comme dans le cas précédent, et l’aiguille conserve sa position verticale; cela tient à la même cause, c’est-à-dire à ce que les courants induits dans des sens contraires sont égaux en nombre et en intensité et agissent aux mêmes distances. Uuaiid l’aiguille est placée, non plus au-dessus, mais à une petite distance du centre, elle est repoussée vers ce centre par les courants induits développés dans la partie extérieure du dis([ue, comme elle était auparavant repoussée verticalement; mais si on l’éloigne davantage du centre, les courants induits dans la partie intérieure du disc]ue ne sont plus sans edet; ils la repoussent aussi, et il existe une position pour laquelle les deux répulsions étant égales, l’aiguille ne prend aucun mouvement. Au delà de celte position, c’est-à-dire plus prés de la circonférence, l’aiguille est repoussée loin du centre, parce qu’il y a une plus grande surface totale et par conséquent plu.s de courants induits répulsifs en dedans qu’au dehors.

Les explications (jui précèdent trouvent leur confirmation dans les expériences directes, par lesquelles MM. Nobili et .\nlinori ont constaté la présence dans le disque des courants induits auxquels nous attribuons les mouvements de l’aiguille aimantée. Ils ont fixé aux deux bouts d’un galvanomètre, deux fils terminés par deux pointes métalliques coniques, assez épais-" ses pour ne pas fléchir sous la pression des doigts; et ils les ont appliquées comme des sondes sur différents points du disque en mouvement, afin de saisir ainsi les courants qui passent par ces points. Il n’est pas nécessaire, pour assurer les communica-

37i MAGNÉTISME ET ÉtE(.TRO-DY.NAMU.iTF..

lions, d'appuyer fortement les pointes contre le disque; on évite, en prenant cette précaution, les courants aux(|uels donnerait naissance le dégagement de chaleur résultant du frottement sous une pression trop forte. Les résultats de celte es[»èce de sondage opéré pour diverses positions du disque, par rapport aux aimants, montrent constamment (jiie sur les parties du disque qui entrent sous l'influence magnétique, il se développij un système de courants contraires à ceux de l'aimant, et de l'autre cdlé un système de courants ayant la même direction que ceux de l'aimant et par conséquent contraires aux premiers. t)uant à la distribution même de ces courants et à la forme du circuit qu'ils parcourent sur le disque, on peut, en multipliant les sondages, la déterminer avec plus ou moins de précision ; c'est ce qu'ont essayé de faire MM. Nobilict Antinori.

M. Matteucci a repris dernièrement ce point particulier, et les directions des courants qu’il a déterminés sont à peu près celles qu’avaient trouvées Faraday, Nobili et Antinori, mais au lieu de deux systèmes de courants, il en a trouvé quatre; car chaque pôle en a un à sa droite cl un à sa gauche.

La méthode de M. Matteucci consiste à faire tourner un disque de cuivre bien aplani dans un plan vertical sous l'influence des deux pôles d’un électro-aimant dont les branches horizontales aboutissent très-près du disque sans le loucher, cl à des distances égales do son centre. N et S sont ces deux pôles (fig. 14.3). Après avoir démontré que le dis(jue est maintenu par induction dans le même état électrique oii se trouve une lame métallique qui est en communication avec les deux pôles d'une pile, M. Matteucci y trouve, comme dans la lame, des lignes de nul courant qui sont indiquées sur la figure par les numéros 1 , 2, 3, 4 et 5, Ces lignes de courant nul se contournent près des bords de la lame, de manière à les couper toujours normalement. 11 est toujours très-facile de les trouver en tenant fixe l'une des extrémités du galvanomètre et en déplaçant l'autre un tant soit peu ; car à droite et à gauche de la ligne, les courants obtenus sont en sens contraire. Quant aux courants électriques, soit les filets maximum d'éleetricilé, ils coupent toujours normalement les lignes de courant nul; ils sont repréwntés

INDUCTION ÉLECTRO-DÏNàMIQlK. H75

sur la ligure par les lignes courbes fermées et ponctuées. La direction de ces courants ne peut être déterminée qu’aulant qu’on connaît d'avance les lignes de courant nul.

Outre les lignes de nul courant déjà indiquées, il en est une désignée dans la figure sous le numéro 6, qui est circulaire et qui sépare des étals électriques opposés. M. Malteucci l’appelle ligne neutre et i' inversion : elle est analogue à la ligne droite qui, dans le cas d’une lame traversée par un courant électrique, coupe par le milieu la ligne qui joint les pèles de la pile. C’est l’existence de cette ligne neutre ou d’inversion qui porte nécessairement à admettre l’existence de quatre systèmes de courants, c’est-à-dire symétriques deux à deux a côté de chaque pôle. C’est pour n’avoir pas connu celle ligne que les physiciens que nous avons déjà nommés n’ont pas pu bien analyser l’effet du magnétisme de rotation dans le disque d’Arago. La ligne EF ponctuée est encore une ligne neutre, mais qui se déplace par la rotation et proportionnellement

376 MAGNETISME ET ÉLF.CTnn-DYNAMIQl E.

ù la rotation. Autour de retle ligne, tout est symétrique cl tout se déplace par conséquent avec elle.

Ainsi l'iiiduction détermine sur le disque tournant, en présence de l'aimant, un étal d’équilibre dynamique qu'on peut considérer comme fixe dans l'espace et ijui est représenté par des lignes neutres et d’autres de nul courant, qui sont coupées normalement par les filets ou courants électriques. A mesure que la vitesse de rotation du disque augmente, on trouve que ces lignes et le système des courants induits se déplacent dans le sens du mouvement, et proportionnellement à la vitesse de rotation.

M. Matteucci a même réussi, pour montrer l'exactitude de son analyse, à vérifier, au moyen de courants électriques distribués artificiellement comme il admet qu’ils le sont par l’effet de l'induction dans le disque de cuivre, tous les effets des différentes composantes trouvées par M. Arago. Il dispose dans ce but un fil de cuivre recouvert de soie sur un plan de cire, de manière à avoir des circuits semblables à ceux du disque tournant, et il fait passer un courant électrique dans ces circuits en ayant soin de placer convenablement le barreau aimanté. 11 faut seulement, pour bien établir la ressemblance, tenir compte du déplacement des circuits dît à la rotation dans le cas du disque.

Il est maintenant facile de comprendre l’influence qu'exercent, dans les phénomènes du magnétisme par rotation, les solutions de continuité du disque; si elles diminuent l'action d’autant plus qu'elles sont plus nombreuses, c’est qu’elles s’opposent à la circulation des courants d’induction, en en modifiant ainsi le nombre et la direction; il suffit, eu effet, de remplir les fentes du disque d’un métal conducteur pour rétablir les circuits interrompus, et pour restituer ainsi à l’action la presque totalité de son énergie primitive.

Les différences de force, observées par les physiciens i[ue nous venons de nommer, entre des disques faits de différents métaux, s’expliquent également bien par la différence qui existe entre eux quant à leur pouvoir conducteur, et par conséquent quant au degré de facilité plus ou moins grand qu’ils présentent à la circulaliou des courants mduits. Faraday a confirmé cette