PHÉNOMÈNES ÉLECTRO-DYNAMIQUES

558. La physique .s’est enrichie, dans ces derniers temps, d’une branche entièrement nouvelle qui s’occupe des actions mutuelles que peuvent exercer les uns sur les autres des corps conducteurs dans lesquels il n’y a actuellement aucune tension électrique sensible , mais qui sont le siège d’un courant galvanique. Ce qu’il y a de remarquable , c’est que les premiers phénomènes de ces influences on télé reconnus par M. QErstedt entre un conducteur voltaïque et une aiguille aimantée, et cela à une époque où on était loin de soupçonner l'analogie qui peut exister entre l’état magnétique d’un corps et son étal électrique. On voit que l’ordre chronologique des découvertes est fort loin de l’ordre méthodique qu’on peut maintenant leur donner. Nous croyons convenable d’adopter le dernier, en exposant d’abord les faits les plus généraux et les lois qui en résultent, pour en donner ensuite quelques applications.

Lorsqu’on fait communiquer par un fil métallique les deux extrémités d’une pile voltaïque , il s’établit dans ce fil un courant électrique que l’on considère toujours comme se portant du pôle positif de la pile à son pôle négatif. C’est ainsi que nous entendrons toujours la direction des courans; et quand nous dirons la droite ou la gauche d’un courant , nous entendrons la droite ou la gauche d’un homme qui serait placé à l’origine du courant et qui regarderait sa longueur.

Si l’on suppose que , par un moyen quelconque , des

électro-dtnamiques, 355

fils métalliques dans lesquels sont établis de semblables courans puissent en même temps jouir d’une grande mobilité, on observera, en général, entre ces fils métalliques, des attractions et des répulsions très puissantes, et qui sont évidemment d’un autre ordre que les attractions et les répulsions électriques que nous connaissons, puisque les conducteurs supposés ne présentent aucune espèce de tension électrique et n’affectent pas l’éleclroscope le plus sensible. Non seulement les fils conducteurs s’attirent ou se repoussent réciproquement, mais encore ils attirent la limaille de fer, et ils exercent sur l’aiguille aimantée des influences très prononcées qui en changent la direction. Enfin , ces mêmes conducteurs , lorsqu’ils ont la faculté de se mouvoir autour d’un point , prennent des directions fixes relativement aux pôles de la terre.

On est parvenu h donner différens genres de mobilité à des conducteurs qui sont le siège de courans galvaniques, en les suspendant par des pointes métalliques supportées par des petites coupes que l’on remplit de mercure , à l’aide duquel les courans galvaniques se transmettent.

Dans un aussi grand nombre de phénomènes divers dont les causes étaient encore inconnues , il était important, mais très difficile, de découvrir le fait général qui pouvait en rendre compte , et fournir en même temps les moyens d’en prévoir de nouveaux : c’est ce qu’a fait M. Ampère , dont nous allons exposer la théorie.

Tous les points d’un courant continu existant dans un fil rectiligne sont dans un élat de répulsion.

Si l’on suppose que le fil qui est le siège d’un courant rectiligne se fléchisse dans son milieu de manière que ses deux parties forment un angle; si, par exemple, le courant marche dans la ligne AB ( ftg . 100) et qu’on la fléchisse au point G, le courant se portera d’abord de A en G,

PHÉNOMÈNES

puis ensuite de G en B', c’esl 5 dire que la première portion se portera vers le sommet de l’angle ,, tandis que la seconde s’écartera de ce sommet ; et alors les deux portions de conducteurs G À et G Br se repousseront. Gette répulsion aura lieu au contact comme à distance ,* elle sera réciproque.

La puissance qui agit pour éloigner deux portions de courans l’une de l’autre a toujours pour direction la ligne qui joint ces deux portions. Ainsi, le point B' est repoussé par le point A, suivant la ligne AB'.

Lorsque deux portions de courans ne se coupent pas et ne sont point parallèles, le même effet de répulsion a lieu, tant que les fils vont en se rapprochant de la plus courte distance qui peut se trouver entre elles.

Lorsque deux courans sont parallèles , c’est à dire que l’angle B'CA est réduit à zéro, la même répulsion subsiste.

Lorsqu’on change la direction du courant dans l’une des deux portions , la répulsion se change en une attraction parfaitement égale.

On peut réduire ces différentes propositions , qui sont toutes démontrées par l’expérience , en cette proposition générale :

Il j a répulsion entre deux portions de courans dont L’un s’approche et l’autre s’éloigne du sommet de l’angle qu elles forment , ou de la plus petite distance qu’il y ait entre elles , tandis quil y a attraction entre deux portions de courans qui s’approchent ou s’éloignent tous deux de ce sommet ou de cette plus petite distance.

On conclut de cette proposition que deux courans parallèles en sens opposés se repoussent , tandis que deux courans parallèles dans le même sens s’attirent, car on

ÉLECTRO-DYNAMIQUES

ifr •*

oô 7

peut toujours supposer que deux lignes parallèles se réunissent à une distance infinie.

On démontre par l’expérience que si l’on présente à un courant rectiligne un autre courant sinueux * l’intensité de son action sera exactement la même que celle d’un courant rectiligne qui irait d’une de ses extrémités à l’autre.

Les propositions que nous venons d’établir tendent à expliquer tous les phénomènes d’attraction et de répulsion réciproques , et même certain mouvement de rotation continu que l’on observe dans les conducteurs galvaniques. Nous en citerons quelques exemples.

Si l’on a ( fîg . 101 ) un conducteur indéfini AB, dans lequel le courant marche de À en B, et qu’on présente perpendiculairement h sa longueur un conducteur mobile ab, dans lequel l’électricité marche de a en b , la portion AC du grand conducteur attirera le conducteur ab, tandis que* la portion CB le repoussera; par conséquent le conducteur ab tournera autour du point b , pour venir s’appliquer sur AC.

Si l’on a (fl g* i32) uri conducteur indéfini AB, dans lequel le courant marche de A en B, et qu’on présente perpendiculairement b son milieu un conducteur mobile ab , dans lequel l’électricité marche de b en a, la portion AC du grand conducteur repoussera le conducteur ab , tandis que la portion CB l’attirera. En conséquence le conducteur ab viendra s’appliquer sur la portion CB du grand.

Si l’on place au dessus d’un courant AB (fig. i33), marchant de A en B, un conducteur ab , mobile sur son miiieu, et dans lequel le courant marche de ften ^ il se placera toujours dans une direction perpendiculaire b AB ; car on voit, par l’inspection de la figure, que c’est la seule position où les attractions et les répulsions puissent

PHÉNOMÈNES

se faire équilibre , tandis que ce conducteur ab , mobile sur son milieu, s’il était placé à côté du courant AB , se placerait , pour les mêmes raisons , dans une direction parallèle.

Si dans le voisinage d’un courant indéfini AB ( fig% i34), marchant de A en B , on place un conducteur ab , mobile autour du point 6, dans lequel le courant marche de a en b , et assez éloigné du conducteur AB pour décrire libre** ment une circonférence, ce conducteur se mettra en effet en mouvement et tournera toujours dans le même sens autour du point b . En effet, dans la position ab , le courant qui suit cette ligne est attiré par le courant de la portion AG , et repoussé par le courant de la portion CB. Parvenu dans la situation a'b , l’attraction de AG continuera, et celle de G B viendra s’y joindre. Si le conducteur parvient ainsi dans la situation a"b, il sera repoussé par la portion AG et attiré par la portion GB ; il arrivera donc en a'b » et alors la portion G B le repoussera pour le ramener à sa direction primitive ab . On voit que ce mouvement circulaire s’opérera dans le sens du courant AB , si le courant du petit conducteur ab s’approche de son point fixe , tandis qu’il aurait lieu en sens contraire si le courant du petit conducteur s’éloignait de son point fixe.

Si l’on établit un conducteur circulaire dans lequel un courant marche de A en B ( fig. i35), que l’on place au dedans de ce courant un conducteur ba mobile sur le point b , dans lequel le courant marche de a en b , on conçoit qu’il devra se livrer aussi h un mouvement de rotation continu , car, dans le cas supposé, la portion AC repoussera le conducteur ba , tandis que la portion BG l’attirera. Gette proposition s’applique à tous les points du cercle où le conducteur ab pourra se transporter.

ÉLECTRO-DYNAMIQUES

Les phénomènes de rotation que nous venons d’exposer peuvent se réaliser au moyen d’un cercle de métal traversé , suivant un de ses diamètres , par une tige conductrice qui est pourtant isolée de l’un des côtés de ce cercle par un corps non conducteur. Le milieu de cette tige repose par une pointe fixe sur une tige conductrice, et le cercle plonge dans un liquide acidulé; on fait communiquer la lige métallique avec un des pôles delà pile, et le liquide avec l’autre. Dans cet état, le fluide passe h travers les liquides dans le cercle , et forme des courans perpendiculaires à sa surface, qui ne peuvent produire aucun mouvement; le fluide passe ensuite dans l’une des moitiés du diamètre conducteur, pour aller rejoindre la lige centrale, ce qui ne devrait produire encore aucun mouvement dans le cercle, si la terre elle-même ne présentait naturellement, comme nous le verrons bientôt vdes courans qui font mouvoir le petit appareil. Quoi qu’il en soit, si l’on approche cette machine d’un conducteur droit qui soit le siège d’un courant, le cercle entrera dans un mouvement de rotation , dont le sens dépendra des directions relatives du courant extérieur et de celui qui a lieu dans le demi-diamètre conducteur. La rotation s’établira de même si l’on environne l’appareil d’un cercle métallique occupé par un courant quelconque.

On peut rendre les effets dynamiques d’un courant circulaire infiniment plus énergiques qu’ils ne le sont naturellement, en employant un (il de métal recouvert de soie et contourné un grand nombre de fois sur lui-même; les différens contours restent isolés par la présence de la soie, et les effets se trouvent proportionnels au nombre de circonvolutions qui sont chacune le siège d’un courant.

PHÉNOMÈNES