CHAPITRE XLVI

(iAI.\ ANOMtTHi:.

530. Expérience d’Œrstedt. — Nous avons, dans le eliapilnpidcf'dent, défini physiquement le courant par son action sur l’aignille aimantée, mais en fait ce n’est que vingt ans environ après la découverte de la pile, en 1810, que cette relation enire le courant et l’aimant fut observée par le physicien danois OEretedt. Celte découverte produisit une très-grande sensation dans le monde savant, car elle établissait entre le magnétisme et l'éleclricilé un lien précis, qui devait d’ailleurs servir de point de départ aux plus importantes découvertes.

On peut facilement répéler l’expérience d’OErsIedt, comme

l’indique la ligure fi5().

Deux fils conducteurs sont placés dans le méridien magnéliqne, luii au-de.ssus, l'aulre auilessous d'une aiguille aimantée. Si l’on vient fi faire passer nn courant dans l’un des fils, on \oit immédiatement l’aiguille aimantée dévier, de manière à se mettre presque en croix avec le courant, et d’autant plus près de cette position perpendiculaire que le courant est plus intense. I.a déviation varie d’ailleurs suivant le sens du courant et aussi suivant la position relative du conducteur et de l’aiguille.

Fij!. 4ô«. — Kxi)i rieiii'o d’üErstcdl.

KX l'É K l ENCE l) (»-;HSTE DT.

.Viiibi, dans le cas de la fleure, si le courant passe, dans le ni supérieur du sud an nord, le pôle auslral fij^uré en noir est dévié vere l’ouest; si le courant passait dans le fil inférieur, la déviation aurait lieu vers l'est. En changeant le sens du courant, on obtient, dans le cas du courant supérieur, une déviation vers l’est, et une déviation invei-se quand le courant est inférieur.

Si l’on dispose le courant verticaleinenl en face du pôle austral de l’aiguille, il y a déviation de ce pôle vei-s l’est quand le courant est ascendant, cl vei's l’ouest quand il est descendant, l/inverse a lieu quand le courant est placé en n*gard du pôle boréal.

531. Loi d’Ampëre. — 11 paraît assez difficile, au premier abord, de saisir la loi générale et précise de ces diverses déviations. Ampère y est parvenu en définissant la droite et la ganebe du courant. On appelle droite et gauche du courant la ilroite et la gauche d’un observateur qui, couché dans le courant de manière que celiti-ci

le Iravei’se des pieds à la tète, regarde l’aiguille aimantée. D’après cette définition, la loi d'Ampère consiste en ce que, dans tous les cas, le pôle amiral de l’aiguille aimaïUcc se place à la gauche du courant.

Les deu.v figures A57 et /|58, correspondantes auv deu.v premiei-s cas indiqués dans le paragraphe précédent, montrent l’exactitude de cette loi. On reconnaît en elTet que la déviation du pôle austral A doit se faire vers l'ouest dans le cas de la première, et vers l’est dans le cas de la seconde.

532. Principe des appareils rhéométriques. — Dans l’cxpé rience d’OErstedl, la déviation de l’aiguille est d’autant plus prononcée que l’intensité dn courant est plus considérable; il y a en effet l’action du courant qui tend à mettre l’aiguille en croix avec

(jalvanomkthk

lui-même, et le magnétisme terrestre, qui tend à la ramener dans le méridien magnétique; c’i’st sous l’action de ces deux forces contraires que l’aiguille prend une position intermédiaire, faisant avec le méridien un angle d’autant plus grand que l’intensité du courant est plus considérable. C’est sur ce principe que sont fondés les appareils destinés à la mesure des courants, appai-eils qui portent le nom général de rlùomètres.

533. Boussole des sinus. — Lorsque le courant a une certaine intensité, on peut employer l’appareil imaginé par .\l. Pouillet et

connu sous le nom déboussolé des sinus. 11 se compose d’un cercle vertical, sur lequel s’enroule, en faisant un ou plusieurs tours, le lil traversé par le courant ([ue l’on veut mesurer. Ce cercle est mobile autour d’un axe vertical, de manière i\ pouvoir être placé dans un azimut quelconque; une alidade mobile sur un cercle horizontal divisé permet de mesurer la rotation produite. Au centre du cercle se trouve placée une aiguille de déclinaison, mobile sur un

KIe, 451). — Boussole des sinus. , ,

® cadran divisé.

Supposons que, l’aiguille et le cercle vertical étant dans le méridien magnétique, on vienne à faire passer le courant, l’aiguille est déviée, son extrémité s’éloigne du zéro, et elle sort du plan vertical du cercle; on fait alors mouvoir celui-ci, de manière à le ramener au-dessus de l’aiguille, et de façon que celle-ci se trouve de nouveau au zéro; il faut pour cela produire une rotation mesurée sur le cercle horizontal et qui représente évidemment l’angle a qui sépare .actuellement la position de l’aiguille du méridien magné-

BOL'SSOl.li UKS SIMS,

li(|Uf. Diiiis celle silualiun, raiguillc tend à revenir à s<i position d’éijiiilibre avec une force proportionnelle au sinus de l'angle a (f|96). Or, d’après la syint'lrie de position du courant et de l’aiguille, il est clair que l’action du courant est perpendiculaire à son plan et par suite directement op[>osée la composante efticace de l’action terrestre. Les intensités des courants (pii passent successivement dans l’appareil sont donc proportionnelles aux sinus des angles des déviations: de là le nom donné à l’appareil.

La première idée de cet ingénieux instrument parait due à M. Péclet.

534. Boussole des tangentes. — La boussole des tangentes, d’une construction plus simple, se compose d’une aiguille aimantée très-petite, niobile sur un cercle divisé et ^

placée au centre d’un cercle fixe Iravei'sé j

par le courant. A raison des dimensions très-considérables de ce cercle, le pôle lï de l’aiguille (fig. àOO) peut être considéré comme n’ayant pus changé de position dans l’espace; l’action du courant perpendiculaire au plan qui contient la position .

^ ^ ‘ rig. 4(*(K — Principe

initiale de l’aiguille donne une composante boussole «les langentes. efficace suivant a't' proportionnelle au

cosinus de l’angle de déviation et (lu’on peut repn^senler par K cos a; c'est elle qui fait équilibre à la composante de l’action directrice du globe, la(|uelle dirigée suivant a't est égale à T sin a; on a donc

K cos a = T sin a. d'oii K = T tang I.

Ün voit donc (]ue les intensités des courants sont mesurées pro- * portionnellemenl dans cet appareil par les tangentes des angles de déviation directe.

Pour pouvoir lire les déviations de la petite aiguille, on fixe perpendiculairement sur elle une longue tige de cuivre dont l’extrémité parcourt les divisions du cercle gradué.

535. Galvanomètre. — Lors(|u’il s’agit de constater la présence

GALVANOMÈTKE.

Fig. Wl. — Miiltiplicateur dt- Schweigcr.

Cl de mesurer l’intensité de roiu’ants extrémeinenl faibles, on a recouii) à des appareils appelés galvanotnitres , et qui sont dans r('*lectricité dynamique à peu prés ce qu’est l’éleclroscope condensateur dans l’éleclricilé statique.

Le premier appareil de ce îîonre a été construit par Schweiger, en 1H27. Il se compose d’un cadre en bois (flg. i|61), autour duquel

s’enroule, en faisant un grand nombre de tours, un fil métallique dont on met les c.xtrémités en rapport avec le courant que, l’on veut observer. On voit, d’après la figure ti62, que, le courant marchant dans le sens MNQP, toutes les parties du cadre agissent d’après la loi d’ Ampère pour pousser le pôle austral a du même côté, c’e.sl-àdire en avant de la figure. Si d’ailleure le fil fuit un certain nombre de tours et que les diverses spires soient soigneusement isolées à l’aide de la soie ou de toute autre substance non conductrice, chacun des toui'S agira individuellement

et .séparément sur l’aiguille aimantée, qui se trouvera soumise ainsi à une action notablement plus forte. C’est à raison de celte circonstance que l’inventeur de l’instrument lui avait donné le nom de muHiplicatcur.

Il convient de remarquer toutefois que cette e.vprcssion n’est pas rigoureusement e.vacte. En effet, l’intensité d’un courant dépend, comme nous rcxpliquerons dans le chapitre suivant, et de la nature de la source et de la résistance du circuit qu’il doit travei-sor. Quand, pour constater la présence du courant dans une condition déterminée, on ajoute au milieu dans lequel il se produit le fil du galvanomètre , celte addition a pour premier résultat de diminuer son intensité. D’autre part, il est vrai, son action sur l’aiguille est multipliée parle nombre de tours, mais il pourrait arriv(‘r telle et telle circonstance où l’avantage du second effet ne suffirait pas à compenser l’inconvénient du premier. Ainsi en lançant iin

GALVANOMÈTHli Üli NOBILl.

comanl tlienno-clpclrique dans un galvanoniùtre ùfil louy et fm, on peut ne pas avoir de déviation appréciable. Aussi pour ce genre de courants on emploie des galvanomètres à fd gros et court. En réalité, ce qui est multiplié dans l'appareil de Sclivveiger, ce n’est pas l'intensité du courant telle qu'elle existe dans l’endroit où il se produit initialement, c’est son intensité telle qu’elle est modifiée par l'addition du circuit du galvanomètre. C’est-à-dire que, si le fll ne s’enroulait pas et agissait simplement sur l’aiguille, il se produirait une action qui se trouve multipliée par le nombre des tours.

536. Galvanomètre à deux aiguilles. — On peut accrottre considérablement la sensibilité déjà très-grande du galvanomètre à l’aide d’une disposition fort ingénieuse due à Nobili. Elle consiste à employer, au lieu d’une .seule aiguille, un système de deux aiguilles fixées à une même pièce en métal et dont les pôles de nom contraire se regai'dent. L'n pareil système se nomme astutique, cl il est clair que, si les deux aiguilles sont également aimantées, il sera tout à fait indilTérent à l’action du globe; car, tandis que le pôle austral de l’une tend à se tourner vei-s le noid, l’autre tend à prendre une direction contraire.

L’une des aiguilles, ab (lig. 1|63), est placée dans l’intérieur du cadre du galvanomètre, l’autre a'h' est placée au-dessus et à une petite distance. Supposons qu’un courant traverse le fil dans le sens des flèches, l’action'de toutes les parties du courant sur l’aiguille intérieure est de pousser le pôle austral a à la gauche, c’est-à-dire en arrière de la figure. L’action de CD sur l’aiguille supérieure est de même sens, car elle pousse le pôle austral a' en avant de la figure, et par suite le pôle boréal b' en arrière. Il est vrai que les autres parties du courant produisent sur l’aiguille supérieure une action inverse; mais, à raison de la proximité de la partie CD, l’elTet de cette dernière est évidemment prédominant. 11 suit de là que, tandis (lue l’action de la terre se trouve annulée par l’addition de l’aiguille supérieure, l’elTet du courant sur l’aiguille intérieure non-seulement n’est pas diminué, mais éprouve même une légère aug-

670 üALVANOMKTUi:.

inontntion. Col ellcl n’étanl plus conlrarid par raclion diieclria’ (lu globe, il s’ensuit (jue l’instrument est très-notablement plus sensible que celui qui n’a ([u’unc aiguille.

Si les deux aiguilles formaient un système rigoareusemeut asiatique, la force directrice étant tout à fait nulle, les aiguilles sc metiraient toujours en croix avec le courant. Au fond ce serait là un inconvénient, car il n’y aurait plus de dilTérence entre les effets des courants, quelle (]ue fût leur intensité relative. En réalité, l’aiguille supérieure a un degré de magnétisme un peu plus fort; il y a donc une légère force direclrice qui permet de distinguer les courants d’inégale force, et même, par une graduation convenable, de mesurer leur intensité.

La figure t|6/i représente un galvanomètre à deux aiguilles, tel

qu’on le construit le plus ordinairement. Le, fil conducteur s’enroule autour d’un cadre en ivoire supportant le cadran divisé sur lequel se meut l'aiguille supérieure. Les extrémités du fil sont en communication électrique avec deux bornes métal li- ([ues que l’on met en rapport avec le fil qui est traversé par le courant à étudier. Les aiguilles aimantées sont ordinairement deux aiguilles à coudre, la supérieure portant une petite pièce très-légère qui augmente sa longueur et permet de lire plus exactement les déviations. Le système est suspendu par un fil de cocon très-fin fixé supérieurement à un crochet mobile. Lorsque l’instrument ne sert pas, on abais.se les aiguilles de manière que la supérieure repose directement sur le

Fig. 40t. — Galranomètm à deux aiguilles.