Quel, Rapport sur l'Électricité et le Magnétime, p

ÉLECTRO-DYNAMIQL’E.

abc d e fgh csl dans les deux cas formé de deux moitiés qui devraient s’orienter d’une façon inverse sous l’action du globe. Celle-ci est

Fig. 407. Conducteurs asiatiques. Fig. 498.

donc sans elTet, et l’on peut étudier sans cause d’erreur, de ce chef du moins, les actions électro-dynamiques sur les branches verticales ou horizontales des conducteui’s ainsi disposés.

565. Théorie du magnétisme. — En se fondant sur les faits précédents, Ampère a supposé que ce que l’on appelle magnétisme est le résultat de courants électriques fermés existant dans les particules mêmes des corps magnétiques. Dans les corps magnétiques, mais non aimantés, les courants sont orientés d’une manière quelconque, tandis que dans les aimants ils sont tous dirigés dans le même sens. Dans une section transvci’sale, par exemple, les courants affectent la disposition indiquée par la figure 499. Or dans l’intérieur du corps les courants particuliers se trouvent en présence de tous les côtés avec

Fig. 499. Courants particulaires. Fig. 500.

des courants contraires, de sorte que les choses se passent comme s’il y avait un courant unique extérieur, comme le montre la figure 500. Dans un corps magnétique, sous l'influence d'un aimant déjà formé, les courants s’orientent par suite de la tendance qu'ils ont toujours à se placer parallèlement les uns aux autres. S’il existe dans le corps magnétique ce qu’on appelle la force coercitive, l’orientation persiste après que l’influence qui l’a produite a cessé ;

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ROTATION D’LN AIMANT 1-AR L’ACTION D’UN COURANT. lOo

si c’est au contraire du fer doux ou celte force u’cxisle pas, les courants reprennent après l’iiilluence toutes les directions possibles, de sorte (jue l’action au deliors est nulle.

La tbéorie d’Ampèrc est un des plus grands pas que l’on puisse signaler vers l’objectif (pie ne cesse de poursuivre la science, c’està-dire la réduction à l'unité des agents physiques. Elle fait dispaniltrc en effet le magniîtisme comme phénomène indépendant. Elle permet d’ailleui-s d’expliquer de la façon la plus simple tous les phénomènes de l'éleclro-magnétisme. Nous nous bornerons ici a en citer un exemple.

566. Expérience d’Ampère. — Un aimant lesté avec du plaline nulle verticalement dans le mercure que contient une éprouvelle.

Au-dessus de raimant est disposée une pointe que l'on fait descendre jusque dans une petite cavité que l’aimant présente à sa partie supérieure et dans lacjuelle on met une petite quantilé de mercure; de cette faiçon l'aimant est maintenu au milieu de l’éprouvette. Cela posé, on met les rhéophores d’une pile en communication l'un avec la pointe et l'autre avec le mercure ; un courant circule dans l’appareil et l'aimant fait partie lui-mème du circuit. Or on voit immédiatement l’aimant tourner. Si c’est le pôle austral qui occupe la partie supérieure et que le courant arrive par la pointe, la rotation a lieu de l’est à l’ouest en passant par le nord.

PHYS. DESCHA.NEL. 45

lÜPii (t(‘ ])liis simple (jiie re.xplicnlion de ce phénomène. Le courant arrivant i>ar le centre <le l'aimant (lig. 502) rayonne dans divem's directions, par excmiile suivant ACÜ. La portion du courant <]ni traver.se l'aimant ne saurait produire aucune action sur l’aimant lui-mème puis<iu’elle est déli uile par une réaction égale et contraire. (Juant à la partie CD, elle repousse la partie voisine Cm du courant conslilutif de l'aimant et attire Cit. Le même elFet se produit sur les dilTérents points de la surface de l’aimant, ce (lui produit la rotation de celui-ci dans le sens indiqué plus haut. Kn effet, si CD est la direction du nord, par e.veinple, l'est se trouve du cèté de ii, et

Fi}i. OU’J. Fig. 503.

l'ouest du côté de m. On e.vpliquerait avec la même facilité le sens de la rotation dans les autres cas que celui que nous avons choisi.

On donne (]uel(|uefois à re.\i)érienee une forme dilTérenle. On fait descendre la pointe jus<|ue dans l'intérieur du mercure et on lai.sse flotter l'aimant en dehors du centre. Dès que le courant passe, l’aiinant se met è tourner autour de la pointe. Dans le cas où c’est par ctdlc-ci (jue le courant entre, la rotation se fait de l’ouest à l'est en i)assant par le nord. Kn effet, les couranLs 01) et OC (lig. 503), par leur action sur les parties les plus voisines n et m de l’aimant, tendent, le premier à le rei)ousser, le second à l'attirer; il sera donc poussé vers OC, et comme dans toutes les situations les conditions sont les mêmes, il tournera dans le .sens DC <iui est bien le sens indiqué plus haut.

567. Aimantation par les courants. — La théorie d’.Vinpère conduit à cette conséquence inévitable que les courants doivent produire l'aimantation, puis<]u’il ne s’agit que de déterminer une

AIMANTATION l’AK LKS COLKANTS. 707

cei'laiiieorionlalion des courants parliculaircs. Arago avait le premier constate* le fait, mais sans pouvoir préciser neltemenl tes conditions de succès dans cette op(*ration et la nature des pôles obtenus. Ampère eut l’idcc d’introduire l'aiguille d’acier dans un solcnoide, et le résultat fut conforme à ses prévisions, c’est-fi-dire que l’aiguille intérieure se trouve avoir des pôles semblables à ceux de l’hélice magnélisaute. Cela est en effet tout naturel, puisque les courants circulaires de l’hélice ont dù orienter parallèlement à euxmèmes ceux qui existent dans les particules de l’acier.

11 faut remaniuer que dans celte opération les parties rectilignes du courant ne sauraient avoir aucun elTet; aussi s’est-on arrêté à la disposition qui consiste à placer l’aiguille dans un tube de verre, par exemple, et à enrouler simplement en hélice autour du tube le til métalliiiue qui doit être traversé par le courant. Toutes les parties de l’hélice agissent évidemment dans le même sens et le pôle austral de l'aiguille aimantée se trouve toujours à la gauche du courant.

Ou peut employer deux sortes d’hélices : l’hélice dextrorsum (1, 11g. 50/i), dans laquelle l’enroulement se fait de gauche à droite,

Fin. .’iOt. — I, IliSlice dcxtiornura. — 2, llélirn hiiiisirorsiim. — 3, lldlicc !i oiiroiilcnient liaiH plusieurs sens.

et l'hélice sinistrorsum (2, lig. 50t|), dans laquelle l’enrouleinenl a lieu de droite à gauche. Üans le premier cas, le pôle austral a se trouve à l’extrémité par laiiuelle le courant sort; dans le second cas, le pôle austnil se trouve à l’extrémité par laquelle le courant entre.

ÉLECTRO-DYNAMKJUE.

Si on enroule le fil allernaliveincnt dans nn sens et dans l'autre (3, fig. 50/i), l’aiguille présentera autant de points conséquents qu’il y a de changements dans le sens de l’involution.

568. Électro-aimants. — C’esl aussi à Arago que l’on doit la première observation de l’aclion d’un courant sur le fer dou.x. Ayant eu l’idée de plonger dans la limaille de fer un fil métallique traversé ]iar un très fort courant, il reconnut que les grains de limaille restaient adhérents au fil, qu’ils se mettaient en croix avec lui et qu’ils retombaient dès que le courant cessait de passer; chacun des grains de limaille devient évidemment dans cette expérience un petit aimant qui se place en croix avec le courant. On obtient une aimanlation énergique d'un cylindre de fer en enroulant autour de lui un grand nombre de tours d’un fil métallique recouvert de soie ou de toute autre matière isolante, et en y faisant circuler un courant. L’absence de force coercitive rand le développement du magnétisme beaucoup plus énergique, et l’on peut obtenir ainsi des aimanis artiliciels d’une très-grande puissance; c’est ce qu’on appelle des électro-aimants.

On donne assez souvent aux électro-aimants la forme d’un fer à cheval (fig. 505) ; reiiroulenient du fil est dans ce cas de sens contraire sur les deux liranches, de telle façon que si l'on suppose le harreau redressé, reni-oulement soit partout de même sens. Par cette disposition, on obtient toujours deux pôles contraires aux extrémités. .

La force portative d’un électro-aimant peut croître, pour ainsi dire, indéfiniment, à mesure que l’on augnienle et les dimensions du barreau et la longueur du fil et l’intensité du courant qui le traverae. On jieut obtenir ainsi, par f électricité, et de la façon la plus simple, des aimanis d’une extrême puissance; aussi est-ce d’eu.x qu’on se sert aujourd’hui dans beaucoup de circonstances où on employait autrefois les aimants ordinaires. La figure 506 représente l’électro-aimant que M. Pouillet avait fait construire pour la Faculté des sciences; il peut porter une charge de plusieurs millieis de kilogrammes.

Fis- 54)5. — fllcctro-aitnaiit en fer à cheval.

ÉLKCT RO-AIMANTS.

Oe n’est toutefois pas A leur puissance que les électro-aiinanls doivent surtout leur intérêt, c’est à la possibilité de les faire naître et de les délriiire A volonté. Si, en effet, le courant cesse de passer dans le fd, l’aimantalion cesse et les pièces <jui étaient attirées peu-

Fig. ôOG. — Ëlrctro-aimaiit de M. Pouillut.

veut reprendre leur position initiale. On peut ainsi, par l’introduction et la rupture successive du courant, obtenir des mouvements qui peuvent être utilisés de diverses façons et (jui sont devenus en effet le principe d’applicalions importantes, dont quelques-unes seront décrites plus loin.

569. Magnétisme rémanent. — Au moment où le courant cesse de passer dans un électro-aimant, l’aimantation ne disparaît pas complètement, il en subsiste encore une partie, faible sans doute, mais qui peut être suftlsante pour maintenir au contact les armatures; c’est ce que l’on appelle le magnétisme rémanent. On se met à l’abri des fâcheux effets qu’ils pourraient produire par l’emploi des ressorts antagonistes. Ce sont des ressorts qui rappellent A leur position initiale les pièces que le courant attire, au moment où

ÈLECTHO-DYNAMinUF..

celui-ci cesse. Il est à remarquer d'ailleurs que lorsqu’on a délaclié rannature inainlemie par le maginMisme rémanenl, celui ci disparaît presque coinpiéleinenl. I.a ligure 507 représente un électro-

Fig. 507. — Klortro-aimant muni d'un ipssnrt antagonislo.

ainiani KH!' muni d'un ressort antagoniste g. I/arnialure A, fixée au levier /, est mobile autour de l'axe W. Le ressort antagoniste g. fixé par une de ses extrémités en K, s'attaclie par l'autre au sommet du levier i; il tend donc 5 ramener rannature en arriére quand le courant cesse. On voit dans la même figure deux pointes r et d que l'on peut rapprocber plus on moins de manière à limiter l'amplitude des mouvements de l'armature.

CHÂPITUK XUX.

i:kki;ts calohifioi I'S i’rodiits par i.es courants.

570. Échautfement des fils métalliques par le passage du courant. — Nous avons vu dans le chapilrp xu qiip la d»n’l)arg(* d'niiP fortp jaiTP ou d'iinp ballPrio p|pctri(|ne h travpis nn fil niplalli(|UP donne lien à l'^rlianlTpinpid de celui-ci, qui penl rougir, fondre, hrdler on se volatiliser suivant les circonstances. Une décharge électrique est en définitive une sorte de courant, et il est naturel de sniiposer (jne celui-ci, circulant dans nn fil condiicleiir, donne lieu ù des phénomènes analogues. C’est ce que l'on a observé fi’ès-pen de temps après la découverte de la pile. Il n'est pas besoin pour cela d'un courant bien énergique; nn seul élément de W ollaston de 1 décimètre carré de surface suffit pour fondre de minces fils de platine de quelques cenlimèires de longueur, (fesi d'ailleiii's bien plus è rétendiie des couples (iii’à leur nombre, ainsi que cela a été dit (.âtiO), qu’est dit le succès dans les ex|)ériences de ce genre. Aujourd’hui avec 50 des grands éléments de llnnsiMi, (|iii sont d’nn usage courant dans les cabinels de pliysiipie, on lient obtenir les efTets les plus brillants.

Il est commode de se servir pour ces expériences de l'appareil suivant (fig. 508). Deux colonnes métalliques moulées sur une table présentent à diverses hauteurs des couples de boutons condiicteum (w', 65' entre lesquels on peut tendre les fils et les introduire dans le circuit de la pile. Afin que le courant ne traver.se que le fil sur leipiel on veut expérimenter, les boulons métalliques sont engagés dans des montures qui les isolent des colonnes.

EFFETS CAI-OKIFiyi'ËS FRODI ITS PAR LES COURANTS.

Lorwiii’on fait passor un courant «‘iiPi'giquo dans nn fil assoe long qui a i*td priinilivpnicnt l)ien tnndn, on voit lo fil s'allongor d'abord ot forinor i'i c;insp do son poids nno rhanirtie pins ou moins

dos rhéoplioros une lime d'acicr, collc-ci brillo on projotanl nno sdrio do globnios enllaninuts tout antonr d'elle, r.o qui donne lieu A une soi-to de gerbe d'artifice très-brillante.

571. Loi de réchauffement d'un fil homogène. — L’élévation de température que subit un fil traversé par un courant augmente, tontes choses égales d'aillenre, avec la résistance opposée par ce fil an mouvement de l'électricité : ainsi elle est plus grande avec un fil de platine qu'avec un fil de cuivre, plus grande aussi a\ec un fil de faible section qu'avec un fil gros.

Lorsque les diverses parties du circuit ne sont pas homogènes et qu'il se rencontre comme des demi-solutions de continuité, il y a en ces points une résistance locale qui peut être considérable et qui amène une forte élévation de température. Ainsi, par exemple, si l'on prend le rliéophore négatif d'une pile de Bunsen et qu'on lui fasse touclier l'un des charbons, il se produit une vive lumière en même temps que l'extrémité du rliéophore peut rougir ou même être fondue. C'est une circonstance analogue qui donne lieu aux phénomènes de défiagration très-fréquents, que l'on observe entre les condncteurs qni se trouvent momentanément A une petite distance du mercure dans lequel ils doivent plonger, pour établir la continuité du circuit.

Dans le cas des conducteurs homogènes on a pu trouver la loi

Fig. r>08. — Support ptiur fAirt* rougir les (ils.

marquée. Puis il rougit, fond d'ahord sur sa partie superficielle s'il est sutiisamment gros, des glohnies liquides courent sur. sa longueur, tomlienl sur le sol et s'enflamment si le métal est combustible. Si l’on attache A l’un