CHAPITRE XXV
GALVANOMETRE
285. Galvanomètre. — Le galvanomètre proprement dit est un instrument qui sert à mesurer l'intensité d'un courant par l'action qu'il exerce sur l'aiguille aimantée.
Il se compose essentiellement d'un cadre vertical sur lequel est enroulé le fil traversé par le courant, et d'une aiguille aimantée , suspendue horizontalement , placée au centre [fig. aSo).
Le plan du cadre est mis en coïncidence avec le méridien magnétique et contient, par suite, l'aiguille dans sa position
d'équilibre. Le champ terrestre et celui du courant, dans sa partie moyenne, sont alors rectangulaires.
Supposons le champ du courant uniforme dans la région occupée par l'aiguille et soit G son intensité pour l'unité de courant ; elle sera GI pour l'intensité I, et sous l'action des deux champs, l'aiguille prendra une position d'équilibre faisant un angle a avec sa direction primitive. Si on désigne par H la composante horizontale terrestre, et par M le moment de l'aiguille, l'angle a est donné par l'équation d'équilibre
MH sin a = MGI cos a ;
308 ÉLECTROMAGNÉTISME,
d'où l'on lire
I = -tanga.
Ainsi, dans le cas où les deux champs sont uniformes et rectangulaires, la déviation est indépendante de la forme et de l'aimantation de l'aiguille, et sa tangente est p7'oportionnelle à Vintensité du courant.
Cette condition de l'uniformité du champ, dans la région où se déplace l'aiguille, est d'une importance capitale dans tout galvanomètre. Elle supprime toute graduation empirique. Sa réalisation est d'ailleurs facile quand on n'emploie que de petites aiguilles et de faibles déviations.
La méthode du miroir (78) permet de mesurer avec toute la rigueur désirable des déviations qui ne dépassent pas V.
La lecture sur l'échelle donne immédiatement tang 2a. Pour de si faibles déviations, on ne commet qu'une erreur en général négligable, en prenant tang 2a = 2 tang a, et par suite en admettant que l'intensité, pour une distance fixe de l'échelle, est proportionnelle au déplacement x — p de l'image.
286. Boussole des tangentes. — On désigne particulièrement sous le nom de boussoles des tangentes les instruments destinés aux mesures absolues directes, et le nom de galvanomètre est réservé aux instruments usuels employés pour les mesures de comparaison.
La mesure absolue de l'intensité dépend de la mesure de G et de H. Nous avons dit comment on obtient celle de H (201). La valeur de la quantité G, que nous appellerons la constante g alvanomé trique , doit être déduite des seules dimensions du cadre. Gela exige que les spires soient rigoureusement circulaires et enroulées avec assez de soin pour qu'on puisse en déterminer exactement le rayon. Il faut, en outre, que ce rayon soit très grand par rapport aux dimensions de l'aiguille, pour que le champ puisse être considéré comme uniforme dans le voisinage du centre.
GALVANOMETRE.
Pour une spire de rayon «, l'action au centre est — (221) ; si n est le nombre des spires, on a
Prenons a = 2j, 71=10, d'où 6 = 2, ji3, et supposons H = 0,1943 ; on aura
tanga.
o,oo386 G. G. S. = o,o386 ampères.
Si l'échelle est placée à i mètre et qu'on observe un déplacement de l'image de 10 centimètres, on a a = — et par
suite
On obtient un champ beaucoup plus uniforme avec deux cadres placés parallèlement à une distance égale au rayon commun (222); une petite aiguille, munie dun miroir, est placée au centre du système et est parallèle au plan des cadres dans sa position d'équilibre. Cette disposition est due à M. Helmholtz. Il y a avantage à construire l'instrument tout en bois pour éhminer plus sûrement toute trace de fer dans le bâti l/tg. i5i).
F'ig. 2.5 1.
340 ÉLECTROMAGNÉTISME.
287. Boussole des sinus. — La figure 252 représente une boussole telle qu'on les construisait autrefois. L'aiguille est
beaucoup trop grande pour les dimensions du cadre.
L'instrument peut néanmoins être employé correctement comme boussole des sinus. Le cadre étant d'abord dans le plan du méridien magnétique, on le fait tourner autour de l'axe vertical dans le sens de la déviation de l'aiguille, jusqu'à ce qu'il reprenne, par rapport à celle-ci, la même situation relative. Cette condition est remplie quand l'index cd fixé à raiguille a repris la même situation sur le cadran A. Soit a l'angle dont il a fallu faire tourner le cadre, angle qui est mesuré sur le limbe horizontal C.
L'action du courant qui est MGI fait épuilibre à l'action de la terre qui est MH sin a ; on a
Fiff. 252.
d'où
MGI = MHsina,
1==: — sma.
L'intensité est proportionnelle au sinus du déplacement du cadre, ce qui justifie le nom de l'instrument. Il n'est plus nécessaire que le champ soit uniforme.
L'instrument ne permet pas de mesurer des intensités supé-
rieures a
