ROTATION DES COURANTS

Hotatlon dans les aimants creux. — On peut produire la rotation du liquide de l'appareil (fig. 1285), en faisant passer un courant dans la bobine BB qui entoure le vase annulaire. L'expérience n'est alors que la reproduction de celle du n° 1694. Si l'on met la bobine dans le trou central, le liquide tourne dans le môme sens. Ainsi , ce sens reste le même, quand le liquide est dans l'intérieur ou à l'extérieur de la bobine. II semble qu'il doive en être de même à l'extérieur et à l'intérieur d'un aimant creux ; mais M. Bertin a reconnu que les rotations se font en sens contraire dans l'intérieur et à l'extérieur, et il l'explique en faisant remarquer que, dans les courants d'Ampère qui forment les solénoîdes groupés de manière à constituer un tube, le courant marche en sens inverse en dedans et en dehors, comme on le voit en M (fig. 1285). Pour montrer que l'intérieur d'un tube aimanté exerce une action inverse de celle qu'exerce l'intérieur d'une bobine, M. Bertin laisse un espace entre le vase AAA et la bobine BB, et y glisse un tube en fer épais, qui s'aimante, et ralentit, ou même anéantit la rotation que produit la bobine seule.

17SO. Conclusions. — On peut conclure des développements qui précèdent, que la théorie électro-magnétique d'Ampère explique de la manière la plus satisfaisante les phénomènes du magnétisme, les actions des aimants sur les courants, et celles des courants sur 1 essaimants. Cette théorie établit un lien naturel entre les phénomènes de l'électro-dynamique, du magnétisme, de F électro-magnétisme, et même du magétisme terrestre (car le globe, avec sa ceinture de courants, doit être considéré comme un immense solénoîde), et elle permet de les grouper autour d'un fait unique, savoir, l'action mutuelle de deux éléments de courant. Dans la théorie de Coulomb , on est forcé d'admettre l'existence de deux fluides qui n'ont jamais pu être isolés; cette théorie ne peut expliquer les phénomènes électro-magnétiques, ni surtout les mouvements de rotation des courants par les aimants et des aimants par les courants, que la théorie d'Ampère explique avec tant d'élégance. Avant la découverte fondamentale d'Œrsled, l'hypothèse des deux fluides magnétiques avait suffi à la science ; cette hypothèse avait été surtout mise en faveur par les recherches analytiques de Poisson, qui était parvenu à faire ressortir, pour ainsi dire, de ses savants calculs tous les phénomènes connus. Mais les résultats obtenus par l'illustre géomètre sont tout aussi bien à l'avantage de la théorie d'Ampère, puisque nous avons vu que l'action exercée sur un élément de courant, par un des courants circulaires d'un solénoîde, est la même que celle qu'exerce un élément magnétique (1714). Remarquons encore que Coulomb s'était approché delà vraie théorie du magnétisme autant qu'il était possible avant la découverte de l'action des courants sur l'aiguille aimantée ; car il avait reconnu que le magnétisme ne se transporte pas dans l'intérieur des aimants, que tout se passe dans les éléments magnétiques, et que les actions extérieures qu'ils produisent ne sont que les effets de la résultante des actions de tous les éléments. Ampère est venu ensuite, qui a montré que ces éléments magnétiques sont constitués par de petits courants électriques.

Nous allons voir comment la découverte de l'induction électro-dynamique est venue confirmer d'une manière inattendue la théorie d'Ampère, en permettant de développer de l'électricité au moyen d'aimants, et de reproduire avec cette électricité tous les effets dont est capable cet agent, soit à l'état statique, soit à l'état dynamique.

1. Induction par les courants et les aimants. — laohines BagBéto-ôlettriq&es.

«7*4. ladactloa par les courants. — Les phénomènes de \ induction électro-dynamique ont été découverts par M. Faraday, en 1832 l. C'est là une de ces découvertes primordiales, qui ouvrent des voies nouvelles, et servent de point de départ à une longue suite de recherches fécondes. Voici l'énoncé des principaux faits :

1° Si Ton approche rapidement un fil réophore d'un circuit fermé, H se produit aussitôt, dans ce circuit, un courant nommé courant induit ou courant d'induction, de sens contraire au courant inducteur qui parcourt le fil réophore,

c'est pourquoi on l'appelle courant induit inverse, ou négatif.

2° Le courant induit n'a qu'une durée insensible; il disparaît donc aussitôt après avoir pris naissance.

3° Quand on éloigne le courant inducteur, il se manifeste dans le circuit fermé, un nouveau courant instantané; mais, cette fois, de même sens que le courant inducteur. On le nomme courant induit, direct ou positif.

Pour produire facilement ces courants d'induction, on enroule, en forme de spirale plane a'V (fig. 1286), un fil de cuivre recouvert de soie, et l'on joint ses extrémités à celles du fil d'un réomètre r, de manière à former un circuit fermé. Une autre spirale ab est parcourue par le courant d'une pile P. Si l'on approche brusquement la spirale a'V de la spirale ab, ou réciproquement , l'aiguille du réomètre se dévie aussitôt , de manière à indiquer en a'V un courant de sens contraire au courant qui parcourt ab ; et immédiatement après, cette aiguille revient en oscillant, à sa position d'équilibre ; le courant induit n'a donc qu'une durée insensible. Quand on éloigne rapidement la spirale ab\ l'aiguille se dévie en sens contraire de sa première déviation, de manière i indiquer un courant induit de même sens que le courant inducteur.

Fig. 1286.

1 Annales de chimie el de physique, te série, t. XLVIII, p. 402 , et L, p. i 5.

COURANTS DJNDUCTION. 671

Ces courants induils sont d'autant plus intenses que les mouvements sont plus rapides. Il suffit, du reste, pour obtenir des effets sensibles, de faire varier seulement la distance entre les deux spirales, pourvu que le mouvement soit rapide. Si ce mouvement a une durée appréciable, le courant induit n'est plus instantané: il présente cette môme durée, mais son intensité est très faible.

Au lieu d'approcher et d'éloigner Tune des deux spirales, on peut les laisser appliquées l'une sur l'autre, et introduire subitement le courant dans ab, ou le supprimer, ce qui se fait facilement au moyen d'une capsule de mercure o. Les courants d'induction qui se développent en a'b' au moment où l'on introduit le courant en ab et au moment où on le supprime, sont plus intenses que par l'autre méthode, le courant inducteur agissant beaucoup plus brusquement. Quand on veut opérer par cette méthode, on se sert de préférence d'une bobine en bois B (fig. 1287), sur laquelle on enroule ensemble deux fils recouverts de soie, dont les bouts sortent en r, r' et c, c\ L'un des fils, rr\ est mis en communication avec le réomètre, et l'autre ce', avec la pile; l'aiguille du réomètre accuse l'existence du courant instantané négatif au moment où Ton introduit le courant dans ce', et celle du courant positif, au moment où on le supprime.

17££. Induction magnéto-électrique. — Les courants d'induction permettent de soumettre à une nouvelle épreuve la théorie électro-magnétique d'Ampère, en cherchant si les aimants Fig. 4287.

sont capables de produire des courants

induils. M. Faraday a reconnu qu'il en est ainsi '. Pour faire l'expérience, on prend une bobine creuse en bois, comme celle de la fig. 1287 ; seulement on a soin de réunir les bouts r, c des fils, de manière qu'ils n'en forment plus qu'un seul, dont on met les extrémités r\c' en rapport avec un réomètre. Au moment où l'on enfonce brusquement un aimant ns dans la bobine, on voit l'aiguille se dévier, de manière à indiquer un courant induit de sens contraire aux courants d'Ampère dans l'aimant (1711), puis l'aiguille revient à sa position d'équilibre. Elle est de nouveau déviée et du côté opposé, quand on retire brusquement l'aimant. Si Ton enfonce cet aimant, par son autre pôle, les déviations de l'aiguille se font en sens inverse, comme il était facile de le prévoir.

M. Dujardin a produit des courants d'induction dans le fil d'un réomètre, fil qui était réuni àcelui d'un autre instrument semblable, en faisant tourner brusquement l'aiguille du premier. En général, tant que l'aimant enfoncé dans une bobine reste en repos, il n'y a aucun résultat; mais il suffit de le déplacer, par exemple de l'enfoncer ou de le retirer un peu, pour obtenir un effet sensible.

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

672 ÉLECTBO-MAGNÉTISME.

— Ampère a reproduit tous ces phénomènes, en employant un solénoïde au lieu d'aimant.

On peut encore opérer en plaçant dans la bobine, un barreau de fer doux dont on approche et on éloigne rapidement le pôle d'un aimant, de manière à aimanter brusquement ce fer, pour le laisser ensuite revenir à l'état neutre. Les effets sont les mêmes, les courants d'Ampère prenant dans le fer la même direction que dans l'aimant.

C'est au moyen des aimants que M. Faraday a fait ses premières expériences sur l'induction; il fut conduit à les entreprendre, par cette considération que les courants développant du magnétisme dans les barreaux d'acier, les aimants devaient engendrer des courants dans les fils conducteurs, en vertu du principe de la réaction égale et opposée à l'action. Puis, pour contrôler la théorie d'Ampère, il chercha si les courants pouvaient, comme les aimants, produire des courants induits.

Expérleace de M. Page. — M. Page a obtenu des courants induits en modifiant simplement l'état magnétique d'un aimant, au moyen du fer doux : un fil de cuivre recouvert de soie est enroulé autour d'un aimant, et ses extrémités sont unies à celles d'un réométre. Quand on approche brusquement de l'aimant, son armature, elle en augmente la force par influence, en produisant une sursaturation, et il se développe dans l'hélice un courant induit inverse. Quand on éloigne l'armature, l'aimant revient à son intensité primitive et il se produit un courant induit direct.

1723. Iaflaeaee d'an barreau de fer «or l'indaetlea éleetro-dyaaamiqae. — Si l'on met dans l'axe de la bobine (fig. 1287) un barreau de fer doux, et qu'on développe un courant induit dans le fil rr\ au moyen de courants inducteurs lancés dans le fil ce', les effets sont beaucoup plus intenses qu'en l'absence du barreau. Par exemple, un courant inducteur qui donne des courants induits à peine sensibles, en donne de très énergiques quand la bobine contient le barreau de fer. Ce phénomène, découvert par M. Faraday, tient à ce que le fer s'aimante au moment où l'on introduit le courant inducteur, et agit comme un solénoïde dont les courants, de même sens que le courant inducteur, ajoutent leurs effets à celui de ce dernier, avec lequel ils naissent et disparaissent. L'influence du barreau de fer dépend de la rapidité avec laquelle il peut prendre et perdre son aimantation ; il faudra donc employer le fer le plus doux. Nous reviendrons plus loin sur ce sujet

17S4. Iaduetlon daaa les liquides. — M. Faraday a produit l'induction dans une colonne d'eau acidulée, renfermée dans un tube en caoutchouc, enroulé autour d'un cylindre de fer doux formant le prolongement du noyau d'un électro-aimant. Des fils de cuivre engagés dans les extrémités du tube, faisaient communiquer la colonne liquide avec un réométre. Quand l'aiguille était en repos, on lançait le courant de 20 couples de Grove, dans Félectroaimant, et la déviation brusque du réométre indiquait un courant induit.

courants d'induction. 673

Quand on déchargeait Y électro-aimant, il se produisait une déviation inverse. Avec l'eau pure, il ne s'est manifesté aucune déviation.

Ces résultats semblent trancher la question de la conductibilité des liquides (1573); mais MM. Van Bréda et Logeman ont montré qu'il y a électrolyse dans le liquide induit : pour cela, ils enfoncèrent des 61s de platine dans les extrémités du tube de caoutchouc, ils les réunirent par un réométrè, et en même temps par un fil court D. Ayant lancé le courant dans l'électro-aimant, le courant induit du liquide passa par le fil D, et l'aiguille du réomètre resta en repos. Ils enlevèrent aussitôt le fil D, et ils observèrent une déviation de 10° produite par la polarisation des électrodes, et indiquant un courant contraire au courant induit auquel était due cette polarisation. L'aiguille étant revenue peu à peu au repos, ils rétablirent le fil D, et ayant supprimé le courant' de l'électroaimant il se produisit un courant induit direct , accompagné d'une polarisation des électrodes, qu'ils reconnurent par le môme moyen, après avoir enlevé le fil D.

47£5. Indnetlon par la terre. — La terre pouvant être considérée comme un aimant, ou plutôt comme un solénoïde dans lequel les courants marchent de l'Est à l'Ouest, elle doit être capable de produire des courants induits. C'est ce que M. Faraday a encore constaté1. II opéra d'abord avec une hélice dans laquelle était un barreau de fer doux, et qu'il retournait brusquement bout à bout, après l'avoir placée parallèlement à l'aiguille d'inclinaison. Un réomètre communiquant avec l'hélice indiquait, à chaque mouvement, l'existence d'un courant induit marchant de l'Ouest à l'Est dans la partie inférieure des spires de l'hélice après son renversement. Mais ici l'induction était due à l'aimantation du fer par l'action terrestre. M. Faraday a ensuite opéré avec l'hélice seule, et il a obtenu des courants faibles, mais cependant bien déterminés. En retournant l'hélice plusieurs fois de suite, en ayant soin de faire coïncider les inversions avec les oscillations de l'aiguille, il obtint une déviation de 80°..

M. Faraday a encore procédé de la manière suivante : un fil de cuivre de 3 mètres de longueur plié en rectangle, communique par ses extrémités, situées au milieu du côté horizontal inférieur, avec le fil d'un réomètre. Le côté inférieur étant supposé placé dans le méridien magnétique , si l'on fait passer le côté horizontal supérieur, de l'Est à l'Ouest par dessus le côté inférieur servant de charnière, l'aiguille du réomètre est déviée, de manière à indiquer un courant induit allant du Nord au Sud dans la partie supérieure. De quelque manière que l'on oriente le côté autour duquel on fait tourner le rectangle, on obtient des courants induits, si ce n'est dans le cas où le côté mobile se meut

« Bibl. de Genève (Arch. des se), t. XXV, p. 267, et t. XXVIII, p. 36. 2 Annales de chimie et de physique, 2e série, t. L, p. M 3.

ELECTRO-MAGNETISME.

parallèlement à l'aiguille d'inclinaison. L'induction par la terre est facilement mise en évidence au moyen de l'appareil suivant.

Cerceau de M. Delesenne. — AA (fig. 4288) est un cerceau en bois, de

I mètre de diamètre environ, muni d'une gorge dans laquelle est enroulée l'hélice induite. Ce cerceau peut tourner autour d'un axe oo' porté par le cadre MN, mobile lui-même autour d'un axe horizontal ce'. Des aiguilles mobiles sur des cadrans divisés o, c', permettent d'évaluer les déplacements angulaires du cerceau et du cadre. Les extrémités du fil induit aboutissent à des anneaux métalliques isolés l'un de l'autre a, a', sur lesquels s'appuient

deux petits ressorts, portés par une pièce de bois n, auxquels on fixe les extrémités /", /"du fil d'un réomètre.

L'axe oo' étant dans le méridien magnétique, et le cadre MN, ainsi que le cerceau, étant perpendiculaires à l'aiguille d'inclinaison, si l'on fait faire au cerceau un tour entier en 30*, avec une vitesse uniforme, autour de l'axe oo\ on voit l'aiguille du réomètre se dévier peu à peu de manière à indiquer, dans le fil du cerceau, un courant induit direct, qui augmente graduellement, jusqu'au moment où le cerceau ayant tourné de 90°, se trouve vertical. Alors la déviation de l'aiguille est de 19°; puis cette déviation diminue, pour devenir nulle quand le cerceau a tourné de 180°. Le mouvement continuant, l'aiguille se dévie de nouveau, mais en sens contraire. La déviation atteint encore son maximum quand le cerceau passe par le plan vertical, puis elle diminue jusqu'à la fin du tour entier. On voit que le courant induit varie d'intensité en même temps que le sinus de l'angle de rotation du cerceau, et change de signe avec lui. — Quand l'axe oo' est exactement parallèle à l'aiguille d'inclinaison, il n'y a plus aucun signe de courant induit, quelque rapide que soit le mouvement de rotation.

«726. Loi de Leaz. — Peu de temps après la découverte de l'induction électro-dynamique, M. Lenz a résumé dans l'énoncé qui suit les différents cas dans lesquels elle se manifeste : Toutes les fois qu'on déplace rapidement un courant ou un aimant dans le voisinage d'un circuit fermé, il se forme dans ce circuit un courant induit de sens tel qu'en agissant, suivant les lois de l'électro-dynamique, sur le courant inducteur ou sur l'aimant, il leur communiquerait un mouvement inverse de celui qu'ils possèdent en produisant l'induction.

II résulte de là que, si le mouvement imprimé au courant inducteur ou à l'aimant est instantané, le courant induit est lui-même instantané; si ce mou-

1 Mémoires de la société des sciences de Lille, décembre 4 844.

coubants d'induction. 675

vement est continu, le courant induit est lui-môme continu. Quelques exemples feront comprendre la généralité de cet énoncé.

1° Un courant inducteur approché parallèlement d'une partie d'un circuit fermé, y développe un courant induit de sens contraire; car un semblable courant, introduit dans le circuit fermé, repousserait le courant inducteur. Si Ton éloigne ce dernier, il se produira un courant induit de même sens que lui ; car un semblable courant tendrait à le rapprocher. 2° Une portion rectiligne d'un circuit fermé, perpendiculaire à un courant indéfini et marchant parallèlement à elle-même dans le sens de ce courant, est parcourue par un courant induit continu, allant vers le courant indéfini ; car un semblable courant soumis à l'influence d'un courant indéfini marcherait en sens contraire de ce dernier (4690).

Un aimant placé parallèlement à une portion de circuit fermé et auquel on imprime un mouvement angulaire, développe dans ce circuit un courant induit dont le pôle nord occupe la droite ; car un semblable courant existant préalablement dans le circuit, tournerait le pôle nord à sa gauche. Si l'on enfonce un aimant perpendiculairement jusqu'à sa ligne neutre, dans un anneau, ce dernier reçoit un courant induit tel que le pôle nord de l'aimant soit à sa droite; car un semblable courant ferait ressortir l'aimant de l'anneau (1662). — La roue de Barlow mise en mouvement entre les branches de son aimant, est parcourue par un courant continu qui marche suivant le rayon vertical, et de môme sens que le courant qu'il faudrait faire passer dans cette roue pour la faire tourner en sens contraire du mouvement qu'on lui imprime. — Les appareils avec lesquels on produit les mouvements de rotation d'un aimant par un courant, ou d'un courant par un aimant, sont parcourus par un courant induit dans le circuit fermé qui en fait partie, quand on fait mouvoir directement la partie mobile, et ce courant a le même sens que celui qu'il faudrait «faire passer dans l'appareil, pour imprimer à cette partie mobile un mouvement opposé à celui qu'on lui donne. — Un circuit fermé placé dans le méridien magnétique, et qu'on fait tourner brusquement autour d'un axe vertical pour le mettre perpendiculairement à ce plan, est parcouru par un courant induit qui va de l'Ouest à l'Est, dans la partie inférieure, si le mouvement a été fait de l'Est à l'Ouest, en passant par le Sud ; car ce même courant parcourant le circuit, le ferait tourner précisément en sens contraire.

47*7. KAcmcBS KAQNÉTO-ÉLEcnuQUBS. — De même qu'on produit du magnétisme au moyen de l'électricité, de même on peut produire de l'électricité, par induction, au moyen des aimants. On a imaginé des appareils, nommés machinez magnéto-électriques, au moyen desquels on développe cette électricité en assez grande quantité pour en obtenir tous les effets propres à cet agent tant à l'état statique qu'à l'état dynamique. Le premier appareil de ce genre a été construit par M. H. Pixii, en 1832.

Machine de Plxlt. — Un aimant en fer à cheval acb (fig. 1289) peut tourner autour d'un axe vertical cot au moyen d'une roue r et d'un pignon denté.

ELECTRO-MAGNETISME .

Fig. 1289.

Les pôles de l'aimant rasent, sans les toucher, les extrémités du fer doui d'un électro-aimant AB, dont le fil de cuivre est destiné à recevoir les courants induits. Les bobines de chaque branche se nomment bobines d'induction. Quand les pôles a et b de l'aimant (/fy. 1290) s'approchent des extrémités c, c' de

l'électro-aimant , il se produit dans le fil de ce dernier, un courant induit de sens contraire aux courants de l'aimant. Ce courant augmente d'intensité à mesure que la distance diminue, et son maximum a lieu à l'instant où les pôles de l'aimant arrivent en face des extrémités c, c'. Les ordonnées de la courbe AmB peuvent servir k représenter ces variations d'intensité. — Quand les pôles s'éloignent ensuite en a'b\ il se produit un nouveau courant induit direct, par conséquent de sens contraire au précédent , dont l'intensité diminue à mesure que la distance augmente, comme le représente la courbe B«C. Les pôles de l'aimant, après avoir tourné de 90°, s'approchent de nouveau des branches du fer doux , en b'am, et produisent un courant induit négatif, mais de sens contraire au premier , ÀmB, parce que les pôles de l'aimant ont changé de place. Ce troisième coqrant est donc de môme sens que le second BnC, dont il sera comme la continuation, et auquel il se superpose en partie, car le pôle a' se rapproche de c' en môme temps qu'il s'éloigne de c, de sorte que le maximum d'intensité a lieu quand la ligne des pôles de l'aimant est perpendiculaire à - celle de l'électroaimant. La courbe BoD représente les intensités du courant provenant de la superposition des deux courants successifs , représentés séparément par les courbes BnC et CpD. Le courant induit qui aura lieu ensuite, au moment de l'éloignement des pôles, 6",a", devant être de sens contraire au précédent , sera DrE, de môme sens que le premier AmB. On voit donc qu'il y aura à chaque tour, quatre courants induits, les deux moyens marchant dans un même sens, et les deux extrêmes dans le sens opposé. Si donc la rotation est assez rapide pour qu'il n'y ait pas d'interruption sensible entre deux courants consécutifs de même sens, comme en BoD, et si l'on commence à compter les tours en B, au moment où l'aimant s'écarte de l'électro-aimant, on ne trouvera à chaque révolution que deux courants se succédant en sens contraire.

Pour obtenir des étincelles électriques, on enfonce l'un des bouts du fil de l'électro-airaant dans du mercure, v (fig. 1289), pendant que l'autre bout affleure la surface de ce liquide légèrement agitée pendant la rotation; et Ton voit jaillir de petites étincelles au point d'affleurement. — Si l'on prend dans ses mains mouillées d'eau salée ou acidulée, des cylindres métalliques fixés aux extrémités du fil, on reçoit des commotions qui se répètent à chaque changement de sens du courant. — Si l'on ferme le circuit avec un voltamètre, l'eau est décomposée ; seulement, comme le courant marche successivement dans les deux sens, on recueille à chaque électrode un mélange d'oxygène et d'hydrogène. Pour avoir les gaz séparés, Pixii employait un commutateur analogue à celui d'Ampère (1683). La bascule, mue par un excentrique fixé à l'arbre tournant, renversait le courant au moment où il changeait de sens dans l'électro-aimant, de manière à lui conserver une direction constante dans la partie du circuit précédée par le commutateur. On emploie aujourd'hui le commutateur de Ruhmkorff, que l'on fixe à l'arbre tournant. Avec des précautions, que nous indiquerons , on peut charger un condensateur et obtenir ainsi de l'électricité statique. Tous ces résultats sont donnés facilement par les appareils suivants.

17*8. Machines de Saxton et Clarke. — Dans la machine de M. Saxton (fig. 1290 bis), l'aimant A A' est fixe et horizontal, et l'électro-aimant EE' est mis en rotation par une corde sans fin et la roue R, en présence de ses pôles, autour d'un axe horizontal auquel aboutissent les extrémités de son fil ; ce qui permet de renverser facilement le courant an moyen d'un commutateur spécial nr.

La machine de Glarke, n'est qu'un perfectionnement de celle de Saxton. Elle est représentée, en perspective et en coupe, dans la fig. 1291, sous la forme qu'on lui donne ordinairement.

AA' est un fort aimant en fer à cheval, maintenu par une traverse tt, t\ contre des vis qu'on enfonce plus ou moins dans une table verticale TT, T', pour régler la position de l'aimant.

L'électro-aimant aa est mobile autour d'un axe horizontal qui passe entre les branches de l'aimant, a' a' est la coupe d'un autre électro-aimant à fil plus court, pouvant se substituerai! Fig. i290bi».

premier. Les extrémités libres des

branches de l'électro-aimant rasent la surface de l'aimant; elles sont réunies par une bande de cuivre qui porte en son milieu une vis qu'on adapte à un écrou pratiqué dans l'axe oo' . Cet axe reçoit un mouvement de rotation, de la roue R, R' et d'une corde sans fin passant sur la poulie p. Les extrémités du fil de l'électro-aimant sont soudées, l'une à un arbre métallique r, c fixé au milieu delà bande de fer aa, a' a', qui forme la partie dorsale de l'électroaimant, l'autre à un anneau métallique, a, séparé de l'arbre par une virole en ivoire. Le circuit est fermé quand l'anneau a est réuni à l'arbre c, c' par un

arc métallique. Au-dessous de l'arbre c, c , sont deux plaques de laiton n, *', isolées par du bois, et qui portent des ressorts, dont un, r, s'appuie sur l'anneau a, et dont l'autre, r', commmuuique avec l'arbre, par l'intermédiaire de pièces diverses Gxées à cet arbre. De cette façon, les extrémités du fil induit sont en n et n'9 et on fermera le circuit en réunissant ces deux plaques.

€•■!■!• tl*a. — Pour éprouver la commotion de la macbine de Clarke, on enfonce dans des trous pratiqués dans les plaques n, n', des fils de cuivre ff f terminés par des cylindres de métal, ou manipules, M, M', que Ton prend dans les mains mouillées d'eau salée ou acidulée, pour rendre l'épiderme conducteur. On ressent une commotion à cbaque changement de sens des courants induits. Mais, les bras conduisant assez mal, ces courants induits, et, par suite, les commotions, sont faibles. Pour les rendre plus intenses, les ressorts r, r étant toujours en communication, l'un, r, avec l'anneau «, l'autre, r', avec le

Ai

Fig. 1291.

cylindre c,"on]fixe à ce cylindre, au moyen d'une vis de pression, une pièce de rupture en métal, ou disjoncteur, représentée à part en D (fig. 1291). Une languette métallique l s'appuie sur le disjoncteur, qui est disposé de manière que la languette l cesse d'en toucher les parties renflées, au moment où les branches de l'électro-aimant arrivent dans la position verticale ; ce qui a lieu deuxjfois àjchaque tour. Alors le circuit est interrompu en /, et cela au moment où le courant induit atteint son maximum d'intensité. Tant que la languette l touche le disjoncteur, le courant induit passe par r, ni l, trajet dans lequel il trouve peu de résistance ; mais, au moment où le circuit est interrompu en /, le courant, arrivé à son maximum, n'ayant pas d'autre issue, se précipite dans l'arc de dérivation e, e' dont fait partie l'observateur, qui reçoit alors une forte commotion. La commotion se répète ainsi deux fois à chaque tour. Elle est très forte quand le fil de l'électro-aimant, long et fin, présente une résistance, comparable à celle qu'oppose l'arc de dérivation. On donne ordinairement à ce fil,

de 1200 à 1500 mètres de longueur; les commotions sont alors insupportables, môme quand les mains ne sont pas 'mouillées. Elles ont pour effet de contracter les muscles et de faire serrer involontairement les manipules. On en augmente le nombre et l'intensité en tournant plus vite, et on peut les faire éprouver à plusieurs personnes formant la chaîne. — Quand on veut communiquer la commotion à différentes parties du corps, pour les applications médicales, on /emplace les manipules par des cylindres métalliques contenant des éponges mouillées avec de l'eau salée, que Ton applique sur la peau.

Actions chimiques. — Si Ton met les fils f7 f en rapport avec un voltamètre, l'eau est décomposée pendant la rotation. Mais, le courant changeant de sens à chaque demi-tour, il se dégage aux électrodes un mélange d'oxygène et d'hydrogène. Ces gaz y sont produits alternativement, et si Ton tourne trop vite, ils se recombinent et Ton n'obtient qu'un faible dégagement. Quand on veut obtenir les gaz séparés, il faut ne laisser passer que les courants d'un même sens ; pour cela, on emploie le disjoncteur D' (fig. 1291 ), qui ne touche le ressort / qu'une fois à chaque tour. Il vaut encore mieux renverser l'un des deux courants qui se suivent, de manière à leur donner le môme sens dans la partie du circuit qui contient le voltamètre. Pour cela, on adapte à l'arbre c, divers commutateurs. Le plus simple, représenté à part en mm' (fig. 1291), n'est autre chose que celui de M. RuhmkorfT (1683). L'une des bandes métalliques m communique avec l'anneau a' auquel aboutit l'une des extrémités du fil induit; l'autre, m', par une vis de pression, avec l'arbre c, auquel aboutit l'autre extrémité de ce fil. Des ressorts s, s' s'appuient sur le cylindre d'ivoire, de manière à faire passer le courant dans les plaques N, N', quand ces ressorts touchent les bandes m, m', et à le renverser au moment où il change de sens dans le fil induit, c'est-à-dire au moment où l' électro-aimant passe par la position horizontale.

Si l'on fixe aux plaques N, N', deux disques de platine d, d', entre lesquels on interpose un morceau de papier de tournesol mouillé avec une dissolution saline neutre, le sel se décompose, et l'acide colore le papier.

Le commutateur mm* peut remplacer, pour les commotions, le disjoncteur D; il suffit pour cela d'ajouter un troisième ressort s", qui s'appuie sur l'anneau a', de manière que le circuit soit fermé par la plaque N quand la bande m' touche le ressort s, et que le courant ne trouve d'autre passage que le fil de dérivation, quand elle touche la bande m,

Maoière d'obtenir de l'électricité statique. — On dispose sur l'arbre c, le disjoncteur D' (fig. 1291 ), et l'on fait communiquer un des fils f, f avec l'armature extérieure d'une bouteille de Leyde; puis, pendant la rotation, on fait toucher, aussi rapidement que possible, au bouton de la bouteille, l'extrémité de l'autre fil tenu par un manche isolant, de manière à n'obtenir qu'une

1 L'intensité de la commotion est augmentée par l'effet de ce que l'on appelle Yextra-courant, dont nous parlerons plus loin (1761).

seule étincelle. Si Ton cherchait à en obtenir plusieurs, on déchargerait la bouteille, dont les armatures communiqueraient par les fils de l'électro- aimant. On peut ensuite charger un électroscope, en le faisant communiquer avec l'armature intérieure.

Etincelle. — L'électro-aimant à long fil aa qui sert aux effets physiologiques et chimiques, et que l'on nomme armature d'intensité, ne convient pas pour obtenir les effets physiques. On emploie alors l'électro-aimant a'a\ nommé armature de quantité, dont le fer présente une plus grande masse, et dont le fil, plus gros, n'a que 40 métrés de longueur. Si Ton fixe h l'arbre c de cet électro-aimant, le disjoncteur D, on distingue de petites étincelles à l'extrémité de la languette /, nu moment où les parties renflées viennent la toucher. Pour en obtenir de plus fortes , on adapte aux fils /*, f des porte-crayons dans lesquels on fixe des pointes en plombagine , qu'on rapproche , et entre lesquelles on voit jaillir deux étincelles à chaque tour. Il vaut mieux encore enlever le disjoncteur et le remplacer par un système de deux pointes, a (fig. 1292), dirigées suivant les pôles de l'électro- Fig ^292. aimant. Pendant le mouvement de rotation, ces

pointes plongent dans du mercure contenu dans une petite coupe métallique c fixée à la plaque n, ainsi que le ressort r. Chaque pointe donne une vive étincelle au moment où, sortant du mercure, le circuit est rompu. Cette étincelle peut enflammer de l'éther versé sur le mercure.

Si l'on remplace l'anneau à pointe, par la virole métallique r, à laquelle on peut adapter des tiges t de divers métaux; et la coupe c, par un ressort terminé par le même métal, et touchant à chaque tour la tige l, on obtient de petites étincelles dont la couleur dépend de la nature du métal.

Actions magnétiques. — On dispose sur l'arbre c, le commutateur mm' (pg. 1291), et l'on fait communiquer les fils f, f avec le fil d'un réomètre; l'aiguille est déviée pendant le mouvement de la machine. Si l'on remplace le réomètre par un petit électro-aimant, on peut lui faire porter des poids de plusieurs hectogrammes.

Actions calorifiques. — On fixe aux plaques n' et n (fig. 1291 ) des fils de cuivre, entre lesquels est tendu un fil de platine fin et court ; ce fil rougit pendant que l'appareil tourne très vite. On opère, soit avec le commutateur mm'% soit avec le disjoncteur D. Si l'on fait passer les courants induits k travers l'hélice d'un thermomètre de Breguet , il indique aussitôt réchauffement qu'il éprouve. 1729. Influence de la vitesse de rotation. — Quand on augmente la vitesse de rotation des machines magnéto-électriques, on modifie l'intensité des effçts qu'elles produisent , non seulement parce que les courants induits se succèdent plus rapidement, mais encore parce que chacun d'eux augmente individuellement d'intensité , ce qui tient à la rapidité plus grande avec

MACHINES ELECTRO-MAGNETIQUES.