AIMANTATION PAR LES COURANTS

môme , quand elle est produite d'une seule fois , ou en plusieurs fois au moyen de courants successifs croissant graduellement.

2° Si l'aiguille n'est enfoncée qu'en partie dans l'hélice, l'aimantation ne dépasse que de très peu la partie plongée, et le pôle qui se trouve à la limite de cette dernière recule à mesure que l'aiguille pénètre davantage dans l'hélice.

3° La trempe a une grande influence sur le degré d'aimantation ; M, Àbria a eu soin d'opérer toujours sur des aiguilles également trempées.

4° La force magnétique croît avec l'intensité du courant, et d'autant plus rapidement que le rapport entre la longueur et le diamètre de l'aiguille est plus grand. D'abord, la force magnétique croit proportionnellement à l'intensité du courant; puis, quand la longueur augmente par rapport au diamètre, elle finit par croître proportionnellement au carré de cette force.

5° La longueur de l'hélice n'a pas d'influence sur le degré d'aimantation, quand le pas reste le même et que l'aiguille ne la dépasse pas ou ne la dépasse que très peu. Les deux hélices que l'on comparait étaient placées Tune à la suite de l'autre dans le même circuit. — Deux hélices de diamètre différent produisent aussi le même effet, quand elles ne sont pas trop courtes. Dans le cas contraire, la plus étroite produit la plus forte aimantation. — Quand deux hélices de mêmes dimensions ont un pas différent, et que le courant est assez intense, les nombres d'oscillations des aiguilles aimantées par leur influence, sont en raison inverse des pas; .mais si le courant est faible, l'intensité magnétique développée dans l'hélice dont les spires sont le moins serrées est plus faible que la loi ne l'indique. — Enfin, les enveloppes métalliques n'ont pas, avec les courants continus, l'influence qu'elles ont dans l'aimantation par la décharge.

m. 9m élMtro-ateantf.

4886. Eieetro-alMut. — Si l'on introduit un barreau de fer doux dans une hélice, il s'aimante pendant le passage du courant, avec d'autant plus de facilité qu'il n'y a pas ici de force coërcitive à vaincre. Mais le magnétisme disparaît aussitôt que le courant est interrompu ; c'est pourquoi l'appareil se nomme électro-aimant ou électro-magnet. L'hélice se forme avec un fil de cuivre enveloppé de soie, auquel on fait faire un grand nombre de tours autour du barreau de fer doux. C'est ce qui constitue Y hélice magnétisante. Quand le barreau est plus long que l'hélice , les pôles sont situés dans les tranches de fer qui se trouvent immédiatement au-delà des extrémités de celle-ci ; l'aimantation s'étend ensuite au-dehors, assez loin de ces pôles; elle est la plus prononcée du côté où le barreau dépasse le plus l'extrémité de l'hélice. Souvent, le morceau de fer est recourbé en fer à cheval, et le fil est enroulé autour des deux branches, de manière que l'hélice soit dextrorsum sur l'une d'elles, et sinistrorsum sur l'autre ; afin que le courant, qui entre par le bas dans la première et par le haut

608 ÊLECTRO-MAGNÉTISMR.

dans la seconde, pousse le fluide austral vers la même extrémité, ou que les deux hélices soient la continuation Tune de l'autre quand le fer est supposé redressé. Le premier électro-aimant puissant a été construit par M. Pouillet. Un de ces appareils , porté par un fort châssis en bois, est représenté dans la /fy. 1216. À est le barreau de fer doux, dont les branches verticales sont entourées par les deux parties de l'hélice magnétisante, c est un portant en

fer doux, auquel sont suspendues par nn crochet , des tringles de fer soutenant , à une petite distance du sol , une longue planche IT , sur laquelle on peut placer des poids ou faire monter plusieurs personnes pendant le passage du courant.

Si Ton enlève le portant et qu'on présente aux pôles une assiette remplie de clous, on les voit obéir à distance à l'action magnétique, et rester suspendus les uns aux autres en formant une longue traînée qui représente , sur une grande échelle , ces houppes de limaille que les aimants ordinaires retiennent à leur surface. Au lieu de portant, on peut opposer aux pôles de l'électro-aimant, les pôles de nom contraire d'nn second électro-aimant ; alors la puissance de l'appareil est considérablement augmentée , et c'est par milliers de kilogrammes qu'il faut compter les poids qu'il peut porter. Dans les deux cas, dés qu'on ouvre le circuit, la charge se sépare et tombe.

L'énorme puissance magnétique que l'on peut obtenir avec les électroaimants, a permis de reculer les limites de la science du magnétisme, et a conduit à la découverte de phénomènes nouveaux ; par exemple, les phénomènes du dtamagnéiisme, que nous étudierons dans ce chapitre, et les modifications que subit la lumière dans son passage à travers des substances transparentes soumises à defc actions magnétiques très énergiques.

1669. Aimantation as noyea d'électre-aimaats. — Le moyen le plus puissant que l'on connaisse pour aimanter un barreau d'acier , consiste à le placer entre les pôles opposés de deux forts électro-aimants droits AB, A'B' (fig. 1217), et de faire glisser sur le barreau, un anneau c recouvert de plusieurs tours de fil , en ayant soin de passer le même nombre de fois sur chaque moitié , et en exerçant des frictions. Un même courant parcourt les hélices de même sens des deux électro-aimants et de la bobine c. — Un barreau d'acier, soumis simplement à l'influence des électro-aimants fixes, s'aimante fortement quand on le frappe avec un corps dur, pour ébranler les molécules.

ÉLECTKO-AIMÀNTS. 609

Aimé a imaginé de soumettre le barreau d'acier incandescent , à l'action d'un électro-aimant en Ter à cheval, et de le tremper dans cette situation, pour y développer la force coërcitive. Les hélices sont alors préservées du contact de l'eau par une enveloppe

tlon des effets avee t— ^ ^^^SiSiSi^y^gJJ^^^^^^^^.

le courant. — Quand

r on supprime le courant, Fig. 4217.

l'électro-aimant rentre

immédiatement à l'état neutre ; mais il faut, pour cela, que le fer dont il est fait soit complètement dépourvu de force coërcitive. On emploie donc du fer aussi pur que possible ; on le recuit à plusieurs reprises après lui avoir donné sa forme , puis on achève de le travailler à la lime , pour éviter de l'écrouir. Malgré toutes les précautions, il est bien rare qu'il ne reste pas un peu de force coërcitive ; alors les électro-aimants en fer à cheval dont les branches sont relativement les plus longues , sont ceux qui rentrent le moins complètement à l'état neutre. De même, quand on introduit le courant, l'électro-aimant n'arrive pas immédiatement à son maximum de force.

Magnétisme rémanent. — M. Walkins a reconnu que l'armature appliquée aux pôles, empêche la recomposition d'une partie notable du magnétisme, quand on vient à supprimer le courant : si elle se détache sous la charge qu'elle supporte, l'état neutre se rétablit aussitôt ; mais si la charge n'est que le quart ou même le tiers du maximum que l'appareil peut soutenir, l'armature ne se détache pas et peut rester indéfiniment adhérente à l'électro-aimant après la suppression du courant. Si on la sépare violemment, l'électro-aimant conserve encore un peu de magnétisme, et en quantité d'autant plus grande que le contact a été plus prolongé. On a cherché à expliquer ces résultats par l'influence du magnétisme développé dans le fer de l'armature, sur celui du fer de l'électro-aimant.

Le magnétisme, qui persiste sous l'influence de l'armature après la suppression du courant, est désigné sous le nom de magnétisme rémanent ; il présente de graves inconvénients dans une foule d'applications. Il disparait presque totalement, quand on a soin d'interposer entre l'électro-aimant et son armature une lame de bois, ivoire, carton..., ou même une couche d'air, en disposant de petites chevilles de cuivre montées à vis, dont on peut faire varier la longueur. M. Alexandre a reconnu qu'on enlève, ou du moins qu'on diminue beaucoup la faculté qu'a le fer de garder du magnétisme rémanent, en le faisant chauffer fortement dans la flamme de l'alcool pendant que le courant passe. Pendant l'opération, l'hélice est enveloppée de gomme laque qui, malgré son état de fusion, en isole encore suffisamment les tours.

Un faisceau de fils de fer doux, perd plus rapidement son aimantation qu'un barreau massif. Une enveloppe en métal non magnétique, sur laquelle est III 39

ELECTRO-MAGNETISME.

enroulée l'hélice magnétisante, retarde au contraire le retour à l'état neutre. Il faut donc employer de préférence des enveloppes en carton, bois, étoffes... Cette influence des enveloppes conductrices est analogue à celle dont nous avons fait mention plus haut (1664) , et elle se rattache à la même cause. Elle n'affecte pas, du reste, la force de l'électro-aimant.

1669. Mouvements produits par la suppression on le renversement fréquent dn eonrant autour du fer doux. — On a imaginé divers appareils qui mettent en évidence la rapidité prodigieuse avec laquelle le

magnétisme se développe, disparaît ou change de sens dans le fer doux. Noos allons en décrire quelques-uns.

Appareil éleetro-musleal. — Ce petit appareil , imaginé par M. Froment, et nommé aussi sirène électro-magnétique, est représenté dans la fig. 1218). 0 est un électro - aimant fixé à un support métallique/1; une armature en fer doux, ac, est appuyée sur la branche inférieure, dans laquelle elle enfonce deux pointes placées sur une même ligne horizontale, autour de laquelle cette armature peut osciller. Le ressort c , dont la force est réglée par la visv, écarte l'armature, de l'électro-aimant, et l'appuie contre un second ressort r réglé par lavis v'. Le courant arrivant par le fil 6, parcourt le fil de l'électro-aimant, passe dans le support fy la tige t, la pièce métallique o, et le ressorte, suit l'armature ca, le ressort r, et retourne à la pile par le support n, qui est séparé de la pièce o et communique avec le fil b' . Mais aussitôt que le courant est établi, l'armature, attirée par l'électro-aimant, s'écarte du ressort r, et le courant est interrompu. Aussitôt, l'armature obéit h l'action du ressort c, vient s'appuyer sur le ressort r, et le courant étant rétabli, elle est de nouveau attirée, ce qui rompt le circuit...., et ainsi de suite. Ces mouvements sont tellement rapides , qu'il se produit un son musical dont on peut faire varier le ton en agissant sur les vis v et v'. On peut reconnaître, par ce moyen, si un courant passe dans un circuit, et reconnaître, au son, si l'intensité en est constante ou variable ; il faut , pour que l'appareil fonctionne bien , que le fer soit d'une grande pureté.

Appareil tournant de Rltehie. ■ — Cet appareil met en évidence la rapidité avec laquelle peut changer le sens de l'aimantation. Entre les branches d'un électro-aimant ou d'un aimant ÀCB (fig. 1219) est fixée une colonne C, à l'extrémité de laquelle peut tourner, autour d'un axe vertical, un petit électroaimant horizontal ab. Les extrémités de l'hélice magnétisante de ce dernier

Fig. 4219. — 4/5.

ELECTRO-AIMANTS.

descendent verticalement, et viennent effleurer la surface du mercure contenu dans un vase cylindrique n, divisé par une cloison transversale en bois. Le mercure se trouve, par un effet capillaire (I, 217), plus élevé que la cloison , de manière que les extrémités des fils de l'électro-aimant peuvent plonger dans le mercure, et passer par-dessus la cloison pendant le mouvement de rotation. Les pôles de la pile communiquent, l'un avec le mercure qui est d'un côté de la cloison , l'autre avec celui qui est de l'autre côté. Si le courant passe dans le sens indiqué, le pôle austral de l'électro-aimant aJ> est en a, et est repoussé par le pôle homonyme A. 11 y a, de même, répulsion entre b et B, et ab tourne dans le sens de la flèche ba; mais quand a sera venu tout près de B qui l'attire, les (ils verticaux passant par-dessus la cloison changeront de compartiment, le courant sera renversé dans l'hélice de ab, et les pôles y seront intervertis ; il y aura donc de nouveau des pôles contraires en présence , et le mouvement continuera ainsi indéfiniment, avec une grande vitesse qui, montre combien le renversement des pôles en ab peut se faire rapidement.

Aiguille électro-magnétique de ■• Breton. —

Ce petit appareil prend un mouvement de rotation sous l'influence de la terre, ab (fig. 1220) est un électroaimant assez léger pouvant tourner gfotour d'un axe qui passe par son centre de gravité, et que l'on dirige perpendiculairement au méridien magnétique. Les extrémités de l'hélice magnétisante sont soudées à deux demi-anneaux métalliques, représentés à part en o, o', séparés par de l'ivoire , et pressés par deux ressorts très" faibles r, r' qui communiquent avec les pôles de la pile. L' électro-aimant se place d'abord parallèlement à l'aiguille d'inclinaison, le pôle nord en bas; mais dès qu'il arrive dans cette position, les demi-anneaux passent d'un ressort à l'autre, le courant est interverti dans l'hélice, et le pôle nord se trouve en haut. L 'électro-aimant se retourne donc, et la vitesse acquise fait que le mouvement continue dans le sens où il avait commencé.

«690. de là poice des ÉLECTRO-AIMANTS. — La force des électro-aimants dépend : 1° de l'intensité du courant; 2° du nombre de spires de l'hélice magnétisante ; 3° de la nature, des dimensions et de la forme du fer ; 4° des dimensions et de la forme de l'armature.

I. Influence de rintenulté da courant. — MM. Lenz et Jacobi avaient trouvé que l'intensité magnétique d'un même électro-aimant, était proportionnelle à l'intensité du courant, quand le fer doux n'était pas trop long par rapport à son diamètre. Mais on peut reconnaître tout d'abord que cette loi ne peut être vraie en général. En effet, il y a, pour chaque barreau de fer, un état de saturation qui ne peut être dépassé, quelle que soit l'intensité du courant.

Pour démontrer ce fait important, M. Millier a disposé perpendiculairement

Fig. 4220.

au méridien magnétique, une hélice dans laquelle il pouvait introduire successivement divers barreaux de fer bien doux. Dans la direction de Taxe de ces barreaux était placé le centre d'une aiguille de déclinaison ou d'un magnétomètre (1247), à une distance assez grande pour que la tangente delà déviation fût proportionnelle à la force qui la produisait. Il observait d'abord la déviation produite par l'hélice seule, quand elle était parcourue par le courant en l'absence du barreau* de fer, puis quand le barreau était introduit. La différence des tangentes des déviations donnait la mesure de la force magnétique du barreau. L'intensité du courant était mesurée par une boussole des tangentes. M. Mûller a reconnu ainsi que la loi n'est approchée, que pour les faibles courants, et d'autant plus que le barreau est plus gros par rapport à sa longueur. Ainsi, il l'a trouvée sensiblement exacte, dans les limites de ses expériences, pour un barreau de 44 millimètres de diamètre ; mais pour des barreaux de 15, 13 et9mmde diamètre, l'accroissement de l'intensité magnétique a toujours été beaucoup moins prononcée que l'accroissement de l'intensité du courant. M. Mûller a représenté l'ensemble des résultats qu'il a obtenus,

par la formule empirique l = %ÎOd*tang 0OH<fi > dans laquelle I est

l'intensité du courant, ou plus exactement le produit de cette intensité par le nombre des spires de l'hélice, d le diamètre du barreau, et m le moment magnétique dû à son action. Quand d est grafld, et m, et par conséquent I, assez

petit, le rapport devient lui-môme assez petit pour qu'on puisse

prendre l'angle pour la tangente, et la formule exprime la loi de MM. Lenz et Jacobi.

Etat de saturation. — On peut conclure de la formule qui précède, que I croissant indéfiniment, m tend vers une limite finie, puisqu'une tangente même infinie correspond à un arc fini. Il doit donc y avoir, pour chaque barreau, un état de saturation, c'est-à-dire un maximum d'aimantation, dans fe voisinage duquel les variations deviennent insensibles quand on augmente beaucoup la valeur de I, c'est-à-dire l'intensité du courant et le nombre de tours de l'hélice.

Pour démontrer l'existence de ce maximum, M. Mûller a fait plusieurs séries d'expériences avec des hélices différentes, dans chacune desquelles il introduisait successivement des cylindres en fer bien doux, ayant la même longueur, mais des diamètres différents, et il a représenté les résultats par des courbes, en prenant pour abcisses et ordonnées les valeurs de I et de m. La fig. 1221 représente les courbes, a, b, c, correspondantes à trois barreaux de 588mm de longueur, et ayant pour diamètre 12M, 9nam et lwm1i. La valeur de I variait dans le rapport de 1 à 6 environ. La forme des courbes montre de la manière la plus évidente l'existence d'un maximum, surtout pour le barreau le plus

i Annalet de chimie et de physique, 3« série, t. LXVIII, p. 4 49 et 493.

étroit, qui correspond à la courbe c. On voit aussi que la loi de MM. Lenz et Jacobi n'est sensiblement vraie que pour les faibles valeurs de I ; car ce n'est qu'à de petites distances de oy que les courbes se confondent sensiblement avec des lignes droites. L'existence d'un maximum magnétique avait été d'abord déduite de la théorie par M. Thomson, puis oubliée, établie de nouveau par M. Joule, puis par de H aidât, et enfin par M. Feilitzsch et par M. MQller, qui ignoraient qu'ils avaient été précédés dans la découverte de ce fait important.

II. Dm dimensions do fil de l'hélice. — L'intensité magnétique développée dans un barreau de fer parait être proportionnelle au nombre des tours de l'hélice , du moins tant que le fil n'en forme qu'une seule ; car s'il en formait plusieurs, superposées les unes aux autres , les dernières seraient plus éloignées du barreau et agiraient moins efficacement. Sous ce rapport, un fil fin est donc préférable à un Fig 1221. fils plus gros ; mais il ne faut pas oublier qu'un fil plus fin * résistant davantage, affaiblit le courant. Il peut donc se faire qu'on perde d'ua côté ce qu'on gagne de l'autre. Quand le courant est assez faible pour qu'on puisse admettre la loi de MM- Lenz et Jacobi, la force magnétique développée dans un môme barreau avec une même pile, atteint son maximum quand la résistance de l'hélice est égale à celle de la pile.

En effet, l'intensité du courant est donnée parla formule 1= — — (1620)

R étant la résistance de l'hélice. Si nous supposons l'armature assez grosse pour qu'il s'y développe par influence une quantité de magnétisme égale à celle de l'électro-aimant, l'action attractive exercée entre les deux surfaces en contact sera proportionnelle au carré de I; elle est, de plus, proportionnelle au nombre de tours de l'hélice, ou à la longueur du fil qui la forme, ou enfin

à R. Cette action sera donc représentée par l'expression ^ , qui a un

maximum correspondant à R = nr; car, si nous prenons R pour variable, la

dérivée sera — J"" , qui devient nulle pour R = nr. Il faudra donc,

pour arriver au maximum de magnétisme d'un barreau de fer soumis à l'action d'une pile donnée, employer de préférence un fil fin faisant un grand nombre de tours. Plus la pile aura de couples, plus il faudra donner de longueur à ce fil. Cette régie pratique peut encore s'appliquer au cas où le courant aurait une grande intensité, qui ne serait plus proportionnelle à la force magnétique développée ; car, dans ce cas, l'affaiblissement que l'allongement du fil fait éprouver à l'intensité du courant, correspond à une faible diminution dans la force magnétique, comme il résulte de l'inspection des courbes de la fig. 1221.

1691. m. Dimensions et ferme do fer deux. — La force d'un électroaimant dépend, toutes choses égales d'ailleurs , de la longueur et du diamètre

du fer doux. MM. LenzetJacobi, puis M. Mûller, avaient trouvé que la longueur des branches d'un électro- aimant n'avait aucune influence sur sa force. M. Dub a trouvé, au contraire, que cette force augmente avec la longueur; ce qui parait très rationnel ; car, quand la longueur est plus grande, les deux pôles contraires sont plus éloignés l'un de l'autre. M. Nicklès ' a expliqué cette contradiction, en montrant que la force magnétique augmente avec la longueur, quand le barreau est droit, ou quand, étant en fer à cheval, l'hélice n'enveloppe qu'une seule branche, ou est de même sens sur les deux branches. Une expérience frappante prouve l'influence de la longueur des barreaux droits : M. Nicklès approche très prés de l'un des pôles de Y électro-aimant, une armature trop lourde pour être soulevée ; il allonge ensuite le barreau de fer, en appliquant sur le pôle opposé un cylindre de fer de même grosseur ; aussitôt l'armature est attirée, adhère avec force, et se détache dès qu'on enlève le cylindre de fer. Il y a, du reste, une limite à partir de laquelle l'attraction diminue quand la longueur augmente. M. Nicklès annonce aussi que la proposition de M. Dub est vraie pour les électro-aimants en fer à cheval, quand on fait agir l'attraction d'un seul pôle, pour se placer dans les conditions d'un barreau droit. Mais quand on fait agir les deux pôles, la longueur des branches est sans influence.

Distante des pèles. — M. Nicklès a aussi étudié l'influence de la distance des pôles des électro-aimants en fer à cheval2. M. Dub avait trouvé que la force ne dépend pas de cette distance quand elle change peu et que le courant est faible. Mais quand le courant est intense, M. Nicklès a reconnu que la force augmente avec la distance des pôles, comme dans les électro-aimants droits , et qu'elle atteint un maximum qui eorrespond à un écart d'autant plus grand que l'intensité du courant est elle-même plus grande. Pour écarter à volonté les pôles, M. Nicklès se servait d'un électro-aimant formé de deux cylindres en fer perpendiculaires à une barre de même métal sur laquelle un d'eux pouvait se déplacer parallèlement à lui-même.

Grosseur do fer doux. — Toutes choses égales d'ailleurs, un électroaimant est d'autant plus puissant que le diamètre du fer est plus grand. C'est ce qui résulte de l'inspection de la jtg. 4221 . De plus, la formule de M. Mûller exprime que le maximum d'aimantation est proportionnel au carré du diamètre;

car si l'on pose ro' M =90°, on en tire m = 90° x 0,00005 d*. Il

paraît, au reste, que le résultat dépend plutôt du volume extérieur que de la masse du fer ; car de Haldat a reconnu qu'un tube de fer attire tout aussi fortement, pendant le passage du courant, quand il est vide et quand il est rempli par un cylindre de fer prenant bien juste3. Nous avons déjà vu comment de Haldat a conclu de là la tendance du magnétisme à s'accumuler vers la surface

i Annales de chimie et de physique, 3« série, t. XXXVII, p. 399.

3 Comptes-rendus de Y Académie des sciences de Paris, t. XXXIX, p. 635.

3 Annales de chimie et de physique, 3e série, t. XI, p. 457.

des aimants (1248). Cependant il semble que le fait n'est pas incontestable ; car M. Pfaff a trouvé qu'un électro-aimant creux ne pouvait porter que la moitié de la charge que soutenait un autre appareil identique, mais dont le fer était massif et pesait à peu prés deux fois plus. Ayant fait entrer de force un cylindre de fer dans l'électro-aimant creux, la force ne fut pas modifiée \ Ces résultats semblent infirmer les conclusions de de Haldat. Du reste, ils dépendent de l'épaisseur des parois du tube. En effet, M- Du Moncel trouve qu'il faut , pour que l'aimantation reste la même qu'avec un cylindre massif, que cette épaisseur soit au moins égale au quart du rayon du cylindre.

IV. Influence de l'armature. — Cette influence a été étudiée par MM. Pfaff, Barrai, Dub, Nicklés, Du Moncel. La force avec laquelle un électroaimant retient son armature augmente avec la masse de celle-ci ; mais, jusqu'à une certaine limite, pour laquelle la masse de l'armature est inférieure à celle du fer de l'électro-aimant, d'aprèsM. Du Moncel. M. Liaisa trouvé, par le calcul, que l'adhérence d'une armature rectangulaire de longueur constante croit comme la racine cubique de la largeur de la face appliquée contre les pôles, et comme la racine carrée de l'épaisseur des faces perpendiculaires à celle-ci. De sorte que, si la même armature est appliquée par une de ses plus larges faces, elle adhère plus fortement que si elle est appliquée par l'une des deux plus étroites; déplus, à égalité de masse, on obtient le maximum d'effet quand l'épaisseur est environ le tiers de la largeur.

1672. Actions a distance. — Dans tout ce qui précède, nous avons considéré l'attraction exercée sur une armature en contact avec l'électro-aimant. Lorsqu'il n'y a pas contact, l'action diminue avec une extrême rapidité quand la distance augmente. Chaque élément magnétique agit bien en raison inverse du carré de la distance ; mais comme tous les points de l'extrémité de l'électroaimant ne sont pas à la même distance du point attiré, et n'ont pas ordinairement la même puissance magnétique, la loi est toute différente quand on considère l'ensemble de leurs actions. On ne sait que peu de chose à cet égard. Voici cependant quelques résultats recueillis par divers observateurs : si l'extrémité du fer doux présente la forme d'un cône à sommet arrondi, la force magnétique est concentrée dans un espace restreint, et la variation d'action avec la distance s'éloigne moins de la loi ordinaire du magnétisme. Il en est de même quand le fer doux est très long par rapport à son diamètre. On exprime quelquefois ce résultat en disant que l'électro-aimant a beaucoup de force aspirante. Quand le fer doux se termine par une section droite, la variation est beaucoup plus rapide. M. Barrai a conclu d'expériences nombreuses, qu'on peut représenter le poids maximum P que peut porter un électro-aimant agissant sur une armature placée à une distance x de son extrémité, par la formule empirique P = a l{b+cx) ; a, b, c étant des constantes qui dépendent des

i Annales de chimie et de physique, 2e série, t. LXXV, p. 335.

ELECTRO-MAGNETISME.

dimensions et de la forme de l' électro-aimant et de l'armature '. Si Ton termine le fer doux par un disque, la surface de ce dernier forme ce que M. Faraday nomme un champ magnétique. Généralement, la force magnétique est au maximum sur le contour du champ; on peut le reconnaître par l'expérience, en suspendant une balle de fer au-dessus du centre ; on la voit se porter vers les bords.

16*78. Différentes fermes d'électro-almants. — Nous avons déjà signalé les électro-aimants droits, et en fer à cheval. Les branches de ces derniers sont réunies tantôt par une partie courbe, tantôt par une bande de fer rectiligne, comme dans la(/fy. 1218). Mais il parait que, dans ce cas, on ne peut pas développer autant de puissance magnétique, sans doute à cause des solutions de continuité des angles. Ordinairement, on donne aux branches une longueur égale à 3 ou 4 fois leur diamètre, et 1» distance qui les sépare en dedans est égale à 4 fois { à 2 fois ce diamètre. Il est bon que le fer dépasse un peu l'hélice magnétisante.

Electro-aimant trifnrqaé. — Cet appareil, imaginé par M. Nicklés, est représenté , vu par les extrémités des pôles, en afc(fig. 1222); a'nna' est une coupe suivant oo. f, f représente un prisme en fer doux, enveloppé par l'hélice, et ac, ac ; an, a'n, des plaques de fer doux réunies par une plaque de même métal nn, et dans lesquelles la même hélice développe une aimantation contraire à celle du prisme /", f. Les électro-aimants titulaires de MM. Fabre et Kunemann sont établis d'après le môme principe : f est alors un cylindre en fer doux, et a' , a! la coupe d'un tube en fer qui enveloppe l'hélice magnétisante.

Frein magnétique. — MM. Nicklés et Auberger ont appliqué les électroaimants trifnrqués à la construction de freins destinés aux chemins de fer ; placés très près des rails, ils s'y appliquent et y exercent un frottement considérable par leur adhérence magnétique, dés qu'on y fait passer un courant. Ayant enveloppé la partie inférieure des roues motrices d'une locomotive, avec une hélice enroulée sur un cadre horizontal , dans lequel la roue pouvait se mouvoir sans frottement, ils ont pu augmenter l'adhérence aux rails, par attraction magnétique, de£ environ pendant le repos; mais l'adhérence était beaucoup moins prononcée pendant le mouvement, à cause du déplacement continuel du pôle inférieur dans le contour de la roue, dont le fer était loin d'être dépourvu de force coërcitive. La pile employée était composée de 64 couples à charbon intérieur.

Eleetro-almants circulaires. — Ce genre d'électro-aimant , imaginé par M. Nicklés, et susceptible de diverses applications, consiste en un gros cylindre

* Comptes-rendus de V Académie des sciences de Paris, t. XXV, p. 758.