PROCÈDES D AIMANTATION

Fig. 890.

incliner les deux aimants en sens contraire, de manière à rapprocher leur pôle mathématique, du barreau à aimanter. Voici comment se pratique aujourd'hui cette méthode, perfectionnée par Coulomb : on place le barreau à aimanter entre les deux pôles opposés de deux forts aimants a, b (fig. 890). Les aimants mobiles c, d sont posés sur le milieu, et inclinés à 15 à 20° ; on les sépare par un petit morceau de bois o, et l'on a soin que le pôle de chacun d'eux soit de même nom que celui de l'aimant fixe qui est du même côté. On fait ensuite glisser les aimants mobiles, d'une extrémité à l'autre du barreau, en les laissant toujours dans leur même position relative, et de manière que les deux moitiés du barreau subissent le même nombre de frictions. Les aimants fixes sont destinés à empêcher la recomposition des fluides, dans les éléments magnétiques qui sont en dehors des points touchés ; ils aident aussi par leur influence, à la décomposition du fluide neutre. Quand le barreau est fort et épais, il faut répéter l'opération sur ses quatre faces. Cette méthode est la plus efficace que Ton connaisse ; elle a cependant l'inconvénient de donner quelquefois des points conséquents, et une aimantation peu régulière. Coulomb a trouvé que la ligne neutre est plus rapprochée, de quelques millimètres, de l'extrémité qui a été touchée la dernière.

Méthode de la touche séparée, dite de Duhamel. — Les choses sont disposées comme pour appliquer le procédé d'ifîpinus, seulement les aimants

Fig. 891.

Fig. 892.

mobiles C et D {fig. 891) sont inclinés à 25 à 30°, et ne sont plus séparés par un morceau de bois. On les sépare ensuite l'un de l'autre, en les faisant glisser séparément sur chaque moitié du barreau. Quand ils sont arrivés aux extrémités, on les enlève pour les reporter au milieu et recommencer l'opération. — D'après Musschenbroeck, un ouvrier, nommé Jacob Dykgraaf , fabriquait des aimants par cette méthode. A la même époque, Duhamel et Antheaume, lors de leurs essais pour découvrir les procédés de Knight, étaient conduits à une méthode analogue : ils disposaient parallèlement l'un à l'autre deux barreaux d'acier AB, A'B' (fig. 8'J2) réunis à leurs extrémités par deux barreaux de fer doux AA\ BB', et opéraient des frictions au moyen de deux aimants inclinés, a, c, qu'ils séparaient, comme nous venons de l'expliquer.

iH MAGNÉTISME.

Il est facile de voir que les magnétismes décomposés dans la barre frottée amenaient à l'état d'aimantation temporaire les barreaux de fer, et le magnétisme de ces derniers réagissait ensuite pour retenir à l'état de décomposition le fluide du barreau AB. — Coulomb a ensuite perfectionné cette méthode, en ajoutant les barreaux fixes, comme dans la méthode d'iEpinus.

La méthode de la touche séparée , moins puissante que celle d'iEpinus , donne une aimantation plus régulière ; on l'emploie principalement pour les aiguilles des boussoles. L'aiguille à aimanter est appuyée sur les extrémités des aimants fixes, de manière à empiéter de 46 à i%mm quand elle n'a que 8 à iOm de longueur, et de 35 à 40mBI, quand elle est plus longue. Si elle est mince, on la soutient au moyen d'une règle en bois.

4SM. Remarques. — Les aimants obtenus par les divers procédés du double contact sont souvent sursaturés, c'est-à-dire qu'ils renferment plus de fluides séparés que la force coërcitive n'en peut maintenir quand elle est abandonnée à elle-même. Ce résultat provient de l'influence des aimants fixes, qui ajoutent leur action à celle de cette force; quand ces aimants sont ensuite enlevés, les fluides en excès se recombinent, et l'aimant retombe à l'état de saturation. Il est à remarquer que cet effet n'est. pas instantané, il ne se produit que graduellement, et n'est complet qu'au bout d'un temps, quelquefois très long, que les variations de température, les secousses et l'action de la terre peuvent abréger.

Quand on veut augmenter la force d'un barreau non saturé, il faut avoir soin de ne pas employer des aimants plus faibles que ceux avec lesquels on Ta aimanté la première fois ; on ne ferait que l'affaiblir. En effet, d'après ce que nous avons vu, à chaque passage des barreaux mobiles, il y a recomposition, au moins en partie, des fluides séparés dans les éléments magnétiques. Ensuite, il se fait une nouvelle décomposition qui rétablit, puis augmente l'état d'aimantation qui existait avant le passage. Or, si les aimants sont trop faibles, on conçoit qu'il pourra se faire que l'état définitif soit moindre que celui qui existait avant d'opérer avec ces aimants. On peut dire, généralement, que la force qui reste à l'aimant est celle que les barreaux employés lui auraient communiquée, s'ils l'avaient trouvé à l'état neutre.

L'ébranlement moléculaire produit par les frictions est très utile, dans les différents procédés d'aimantation, pour faire céder la force coërcitive; et il faut appuyer fortement les aimants mobiles, quand on veut aimanter à saturation de gros barreaux. De Haldat plaça un morceau de fil de fer écroui entre les pôles opposés de deux aimants assez éloignés pour qu'ils ne pussent l'aimanter. Ayant alors frotté le fil de fer avec un corps non magnétique, la force coërcitive céda et le fer fut aimanté.

Du reste, la force coërcitive ne cède que peu à peu, et à chaque friction. Cette circonstance a été étudiée par M. Quételet '. Cet habile physicien a trouvé

1 Annales de chimie et de physique, 2« série, t. LUI, p. 248.

procédés d'aimantation. 43

que, pour obtenir l'état de saturation, il faut que les frictions soient exercées sur toute ia surface du barreau à aimanter. Il suffit généralemeut de 12 frictions pour arriver au maximum d'aimantation. L'intensité magnétique i, après un nombre x de frictions, en fonction de l'intensité maximum I que peut recevoir le barreau, est donnée par la formule

l'aimantation étant communiquée par la méthode de la touche séparée.

1283. Manière d'obteair des pointe conséquents. — Pour obtenir des points conséquents, il faut employer des aiguilles très longues et fortement trempées, comme celles dont on se sert pour tricoter à la main. Veut-on obtenir un seul point conséquent, on exerce des frictions avec le pôle d'un aimant, en partant de chaque extrémité et s'arrétant au milieu, où il se forme un pôle de nom contraire à celui de l'aimant. Pour obtenir plusieurs points conséquents, on appuie la baguette d'acier sur les pôles alternativement positifs et négatifs de plusieurs aimants perpendiculaires à sa direction, et on la frotte avec un corps non magnétique; chaque aimant produit alors un pôle de nom contraire à celui par lequel il agit.

4S£4. Aimantation par la terre. — Gilbert avait découvert, dés 1500,

qu'en frappant par le bout, une barre de fer dirigée convenablement dans le méridien magnétique, on en faisait un aimant. Lorsque Knight eut annoncé qu'il aimantait sans aimants, on crut qu'il excluait les aimants artificiels comme les naturels, et l'on chercha à utiliser l'influence de la terre. Antheaume obtint de bons résultats en plaçant l'une à la suite de l'autre deux barres de fer parallèles à l'aiguille d'inclinaison, et faisant glisser longitudinalement le barreau à aimanter sur le point de jonction, en le faisant aller et venir lentement. Les barres de fer étant aimantées sous l'influence du globe, le barreau d'acier s'aimanta. — Marcell plaçait un barreau d'acier horizontalement, dans le méridien magnétique, entre deux grosses barres de fer, et le frottait avec une barre verticale du même métal. — Mitchell mettait les deux barres de fer aux extrémités et sur le prolongement du barreau d'acier, qu'il frottait ensuite avec une barre de fer verticale, en ayant soin d'aller toujours du nord au sud. Ayant aimanté ainsi quatre lames, il s'en servit pour en aimanter deux autres, qui furent plus fortes que les quatre premières, et dont il se servit ensuite pour augmenter leur force magnétique. En aimantant ainsi ces lames les unes par les autres, il parvint à en faire des aimants énergiques. Canton employait une méthode analogue.

Scoresby procédait par le moyen de chocs : il frappait d'abord sur le bout, une large barre de fer verticale, puis une barre d'acier de 80e111 de longueur, après l'avoir appuyée sur la barre de fer. Il frappait ensuite de petits barreaux d'acier suspendus à l'extrémité de la grande barre d'acier ; tous ces barreaux furent aimantés. Ayant préparé de la même manière six barreaux aimantés, il

les aimanta successivement les uns par les autres, en suivant les méthodes ordinaires d'aimantation.

Le même observateur a constaté que le degré d'aimantation augmente en même temps que le nombre de coups frappés ; cependant il peut diminuer quand on les multiplie trop. Lorsque la barre est appuyée par le bout sur un corps non magnétique, l'effet est beaucoup moins prononcé.

On peut se procurer facilement de petits aimants, en tordant des brins de fil de fer, placés verticalement. L'écrouissage produit par la torsion, développe de la force coërcitive, comme Fa découvert Gay-Lussac, et l'état magnétique produit par l'influence du globe reste permanent. En liant ensemble plusieurs de ces petits aimants, et plaçant tous les pôles nord du même côté, on obtient un aimant assez fort.

n. De U forée des aimants*

»S5. La force des aimants dépend de leur volume, de leur forme et de la force coërcitive.

Influence do volume et de In forme. — Quant au volume, Coulomb a reconnu que : 1° les moments magnétiques des aimants de même substance et de forme semblable sont à peu prés proportionnels aux cubes des dimensions homologues ; 2° dans les aiguilles cylindriques de même longueur, la quantité de magnétisme libre est sensiblement proportionnelle au diamètre ; 3° la durée d'une oscillation d'un barreau à section rectangulaire, dont la largeur est I, l'épaisseur e, et la longueur 2L, est donnée par la formule

/ = ifiev/i+nL ,

dans laquelle m et n sont des constantes qui dépendent de la nature et du degré de trempe de l'acier.

Quant à la forme, Coulomb a constaté que des lames minces d'acier en forme de losange allongé ont une plus grande force directrice, à poids égal, que des aiguilles rectangulaires de même épaisseur également trempées.

M. Kupffer a reconnu qu'en terminant en cône l'extrémité d'un barreau d'acier, le pôle qui se trouve à cette extrémité est plus faible que l'autre, et que la ligne neutre s'en éloigne. Le résultat est d'autant plus marqué que l'extrémité conique est plus aiguë et plus effilée*

influence de in trempe. — Knight a reconnu le premier que l'acier trempé s'aimante plus fortement que celui qui ne l'est pas. Coulomb a fait sur ce sujet un travail remarquable , qui a été publié après sa mort par M. Biot ', et dont voici les principaux résultats. Ayant aimanté à saturation un barreau

• Traité de physique expérimentale et mathématique, par M. Biot, t. III, p. 406.