AÎ5» [A
Los deux termes de celle dernière équation représenlenl pn^ clsémenl les résistances magnétiques (390) des deux partîtes du circuit magnétique : la résistance du bloc étant très faible rolalivement à colle des noyaux, on peut la négliger et écrire sensiblement :
\t.n Là
Le llux étant déterminé par le galvanomètre balistique, on on déduit pour les constantes d'aimantation correspondant à cha([ue valeur de II :
'*^"s' ''• Tk;' ' "~î^' *^ 3c'
C'est parcelle méthode, dont nous nous contentons d'indi- (]uor le principe, que M. le D' llopkinson (*) a déterminé les
^ Voy. les principaux rt'sullats ohlcnu* i)ai' cet expérimentateur dan? le fiVfnulaire pratique de iÉlectririeUf itd,r K. Hospitaurr, T*^ année, 1889.
APPLICATIONS DE L'INDUCTION ÉLECTROMAGNÉTIQUE
propriétés magnétiques des substances employées le plus fré- ({uemment en industrie, et tracé les courbes d'hystérésis relatives à ces substances.
Méthode de M. Etving (*). — Lorsqu'on veut étudier Taimanlation dans des champs exceptionnellement intenses, on est obligé d'employer un artifice pour créer ce champ. Cet artifice, que M. Ewing appelle la méthode de f isthme, consiste à tourner la pièce de métal à examiner sous forme d'une bobineformée de deux cônes reliés à leur sommet par un cylindre de très petit diamètre. Le flux d'induction est mesuré par une bobine de fd fin portant une seule couche roulée sur le petit noyau cylindrique et reliée h un balistique. En dehors du métal, et à une certaine distance, se trouve une seconde bobine servant à la mesure du champ magnétique entre les deux bobines, par différence de surface des bobines et des quantités d'électricité induites dans les deux circuits.
On peut, ou bien employer la disposition de la figure 204 et mesurer l'induction en faisant tourner la pièce de i8o° entre les
Mg. 204.
Fig. 205.
branches d'un puissant électro-aimant : l'aimantation résiduelle n'intervient pas, ou bien (fig. 205), employer un noyau cylindrique à bases droites que l'on enlève brusquement d'entre les pièces polaires de Télectro. Le magnétisme résiduel intervient, mais comme il est relativement faible et constant, on peut le «iélerminer une fois pour toutes afin d'en tenir compte dans les calculs. C'est par cette méthode que M. Ewing a déterminé les
■[*] On the niagnetisatiou of iron and othcr luagiirtic métal* in very Btrong fu-lds. hy J. A» Ewing and William Lnw. Phil. Trans. of the Royal Society, Tol. CLXXX, 1889, p. 221-2U.
valeurs lie saturalion magniHique dont nous avons parlé dam 1p précûiiont cliapîlrc.
431. Rotations âlectrodynamlques. — Nous arom vu (358) que les actions électrodynamiques exercées entit doux circuits ont pour cITet de rendre maximum le flux de fom embrassé par deux circuits ainsi quo l'énergie potenticlle.il n'en est cependant pas toujours ainsi. Dans certains cas, lorsque les deux circuits sont de formes convenablement choisies et que l'un d'eux renferme des parties glissantes ou défomiables. on peut obtenir un mouvement continu et réaliser des tftation-1 éleclrodi/namiçues. Dans ce cas, le systëiw constitue un véritable tnotnir électrique plus ou moins puÎF sant, transformant l'énergie électrique en énci^e mécaniqne, \ énergie électrique empruntée au courant qui traverse le^J cuit. On peut prévoir, dans chaque cas, le sens de la rolil' du circuit mobile en appliquant les lois de l'indactioniMS tique : le déplacement du conducteur mobile doit Aire A M te! qu'il développe une force électromolrice et, par s courant d'induction de snis inverse h celui qui le traverjetf diminue l'intensité.
Considérons par exemple, pour fixer les idées, un coi^ •
fixe horizontal et un courant mobile vertical plar^ 411-^5^^du premier et dnnsie même plan. En vertu des actiatxi^^^'^V.'^X dynamiques (358) si le courant moliile est nscmM/a»^v,v::;^^^^^ placera dans le même sens que le courant tlx.^ ^v c*iutrnire s'il est descendant.
Le niisomiemcnt s'applique encore lorsque ^^^^ est ciriuliurf.
Ciiuceviins l'appareil classique d'.Vmpîfrfl (ÛK — ^ quel le courant iixe est formé par une bobtni» "\\w"
criunuit mobile tournant autour d'un axe fi quel arrive le courant. En a est un godai du mercure, et en V un vase de cnivi didée et eu communication avec le p électrique. Le courant suivant les dir Hèclies ilan.t l'équipugo mobile porU jdtmeeanl en ..;' et h dans l'eau acidol sens inverse du courant dans la bolni
iiu.
r sinlfl^^^" reraetf-^^^
OU puisse être brisé à certains moments pendant le mouvemenl.
Nous examinerons quelques cas particuliers de cette espèce.
Considérons, par exemple, un aimant vertical KS (fig. 207)
et un circuit mobile en forme de demi-cercle pouvant tourner
autour du point A qui lui amène le courant et dont Tautre extrémité plonge dans un godet de mercure fixé en C au milieu de l'aimant NS et qui sert à refermer le circuit sur la source électrique. Dans ces conditions, le circuit prend un mouvement de rotation continu dans le sens indiqué par la flèche, bien que le flux embrassé par le circuit ne paraisse subir aucune variation pendant la rotation.
On peut analyser et expliquer le phénomène en considérant, avec MM. Mascart et Joubert, le Fig. 307. — Rota- feuillet équivalent au courant, et en supposant liou d'un cou- q^g 1j^ pg^^e mobile de ce feuillet est constituée par une lame élastique indéfiniment inextensible formant en arrière du pôle une surface concave et présentant à ce pôle sa face négative. Cette surface tendra donc à embrasser une plus grande portion du flux, marchera dans le sens indiqué par la tlècho et produira alors un mouvement continu, le feuillet élastique pouvant s'enrouler sur lui-même indéfiniment.
La variation totale du flux pour un tour sera égale à 4''^ et le travail de la force magnétique correspondant ^izml. Le moment du couple exercé sera donc, puisque i tour = 2r radians.
VV — = 2/72l.
Ce couple est donc indépendant de la grandeur et de la forme de Tare : il ne dépend que de l'intensité du pôle et de Tintensité du courant.
Rotation (Vun aimant. — Un barreau aimanté a (fig. 208 lesté par un petit cylindre de platine b est placé verticalement dans une éprouvette en verre remplie de mercure. Au centre du mercure plonge une tige T en communication avec le pùle positif d*une source électrique dont le pôle négatif communique
APPLICA.T10.VS de L'INDUCTION ËLECTROHAGNËTIQUE. i3l
avec une garniture annulaire K. En formant le circuit, l'aimant se rapproche de la lige T et prend un mouvement de rotation coatinu autour de cette tige, mouvement dont le sens change avec celui ducourant. Celle expérience est due àFaraday.Am-
Hg, Î08. — llitlalion d"un ain Expérience de Karnilay.
Fig. ÏU'J. — llotatioii d'uu aimant.
Expiiricuci: d'AmpiTc.
père l'a modifiée en la disposant comme le représente la jtgurf.' 209. Le conducteur T plonge dans une petite capsule métallique contenant ilu mercure et lixée à la partie supérieure d<.' l'aimant a. Celui-ci Lounn' alors autour de son axe.
Le principe général de iinduction magnétique permet d'expliquer très facilement ces rotations. Le mouvement est continu parce que la rotation du système ne modifie pas les positions relatives du courant et de l'aimant.
Conductews liquides. — Lorsqu'un courant traverse un li- <|uide, les filets liquides sont assimilables aux circult.s mobiles <]cs expériences précédentes, ut Ton obtient une rotation du liquide avec le courant qu'il transporte. Le sens de celle rotation peut être déterminé h l'avance par les lois des actions dos rhamps magnétiques sur le courant.
a. Expéiience de Davy. — Deux électrodes de platine isolées,
sauf à leurs extrémités, viennent affleurer dans du mercure un peu au-dessous de sa surface. En plaçant au-dessus de Tune d'elles, l'électrode négative, par exemple, le pôle nord d'un aimant, on constate une dépression du mercure et une rotation dans le sens des aiguilles d'une montre.
b. Expérience de Jamin, — Les deux électrodes d'un vollamëtre sont placées dans la même verticale sur la ligne des pôles d'un aimant en fer à cheval. Le liquide se divise alors en deux couches superficielles tournant en sens contraires. La rotation est rendue visible par l'entraînement des bulles gazeuses provenant de la décomposition de l'eau.
c. Expérience de Bertin. — Le liquide à faire tourner est placé entre deux couronnes métalliques servant d'électrodes. On place un aimant dans l'axe. La rotation est rendue visible par des morceaux de liège flottant sur le liquide.
Dans toutes ces expériences, les parties mobiles sont le siège de forces contre-électromotrices, et l'énergie apparaissant sous forme de travail mécanique est empruntée au courant.
Les rotations électromagnétiques ont été appliquées à la construction d'un certain nombre de compteurs {de quantité'] d* électricité dont nous parlerons à propos des applications industrielles.
433. Induction unipolaire. — Toutes les rotations électromagnétiques, par un effet de réversibilité, conséquence directe du principe de la conservation et des transformations de l'énergie, peuvent aussi donner naissance à des courants d'induction et constituer des générateurs électriques. Les phénomènes de celte nature dans lesquels on obtient un courant toujours de même sens constituent Tm^wc/Zon î//i//?o/flri>^, nom peu approprié aux phénomènes qu'il embrasse, et qui s'appliquerait de préférence à l'induction produite par un pôle unique. Le disque de Faraday et la roue de Barlow constituent des appareils typiques d'induction unipolaire, c'est-à-dire d'appareils dans lesquels le courant conserve un sens unique dans les parties qu'il traverse.
434. Disque de Faraday. — Considérons un disque plan de cuivre (fig. 210) tournant à une vitesse angulaire uniforme (i) dans un champ magnétique uniforme, le plan da disque
APPLICATIONS DE L'INDUCTION ÉLECTROMAGNÉTIQUE
étant perpendiculaire à la direction des lignes de force. Le bord inférieur du disque plonge dans un godet de mercure ou frotte contre un balai A. On a ainsi entre Taxe et le godet de mercure ou le balai une différence de potentiel égale à la force électromotrice développée par la rotation du disque. En appelant r le rayon de ce disque et H l'intensité du^champ, la force électromotrice E a pour valeur
At 2
En pratique , le champ dans lequel se ^^'^^ Farâdav^^^^ meut le disque est produit par un aimant ou un électro-aimant, mais le calcul est alors beaucoup moins simple, parce que le champ n'est plus uniforme.
435. Roue de Barlo^v. — La roue de Barlow est Tinverse du disque de Faraday. Sa forme est identique (fig.
211), et elle n'en diffère que par le mode d'action ; elle transforme Ténergie électrique en énergie mécanique tandis que le disque de Faraday transforme l'énergie mécanique en énergie électrique.
Si Ton suppose un champ uniforme d'intensité H perpendiculaire au plan du disque de surface S et une roue de rayon r, le flux do force pour une rotation d'un angle a varie de
Fig. 211. — Roue de Barlow.
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ou
et le travail correspondant est égal à Pour un toufi ce travail a pour valeur
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4o4 ÉNERGIE ÉLECTRIQUE.
