CHAPITRE III

Galvanomètre. — Galvanomètre des tangentes. — Galvanomètre de Thomson. — Emploi des shunts. — Galvanomètres dilTérentiels. — Galvanomètre apériodique de Deprez et d'Arsonval. — Galvanomètre à mercure de Lippmann. — Ampèremètre de Deprez. — Ampèremètre de Thoms^. — Electrodynamomètre de Siemens.

112. Galvanomètre. — L'emploi du galvanomètre est fondé sur la déviation qu'éprouve une aiguille aimantée mobile en présence d'un courant voisin.

Supposons, par exemple, que le fil conducteur parcouru par le courant soit enroulé autour d'un cadre vertical, au centre duquel une aiguille aimantée est suspendue horizontalement (fig. 47).

VJ

Orientons ce cadre de manière que son plan coïncide avec celui du méridien magnétique et contienne, par conséquent, la position d'équilibre de l'aiguille. L'action du courant tend à faire placer l'aiguille perpendiculairement au cadre, le pôle nord se portant vers la gauche de l'observateur d'Ampère; il en résulte que le champ du courant et le champ terrestre, dans la région occupée par l'aiguille sont perpendiculaires Tun à l'autre. Désignons par H la composante horizontale de la force magnétique du champ terrestre,

par I rintensité du courant,

par G la force du champ magnétique (supposée uniforme dans la région occupée par raiguille), que créerait un courant d'intensité égale à Tunité,

par M le moment magnétique de Taiguille, et par a Tangle que cette aiguille fait avec le plan vertical du cadre lorsqu'elle a pris sa position d'équilibre en présence du courant.

Nous aurons

M G 1 cos a = M H sin a d'où

I = ^tga.

Si donc le champ magnétique du courant peut être regardé comme uniforme dans la région ou l'aiguille est placée, l'intensité de ce courant est proportionnelle à la tangente de la déviation ; Tangle a est d'ailleurs indépendant de la forme et de l'aimantation de l'aiguille.

113. Galvanomètre des tangentes. — Au lieu d'un courant rectangulaire, considérons un courant circulaire de rayon R ; donnons

à ce courant une intensité égale à l'unité. La force magnétique en un point quelconque P de l'axe OX

(fîg. 48) est évidemment dirigée

suivant cette droite, par raison de symétrie; ou obtient facilement^ en appliquant la formule de Laplace (n** 76), la valeur

2it R*

Fig. 48.

pour l'intensité de cette force. Si le point P coïncide avec le centre 0 du courant, on a r = R et l'intensité de la force devient

La figure 49 indique la disposition des lignes de force de ce

courant circulaire daos un plan méridien passant par OX ; on voit que dans la région voisine du centre 0 le champ magnétique est sensiblement uniforme. Si, au lieu d'une seule spire circulaire,

on a n spires juxtaposées et si l'on fait parcourir ce galvanomètre multiplicateur par un courant d'intensité I, la force magnétique au centre aura pour valeur

et la déviation obtenue a fera connaître I par la formule

H désignant, comme précédemment, l'intensité horizontale du champ magnétique terrestre.

La figure 50 représente un galvanomètre des tangentes, appelé boussole de Kempe, que construit la maison Breguet. Le diamètre des spires étant de 15 à 20 centimètres, l'aiguille aimantée n'a que 2 cent. 3 de longueur ; elle porte centralement un index en cuivre doré, qui lui est perpendiculaire et se meut sur un limbe horizontal ; cet index marque la division zéro lorsque l'algutlle est dirigée dans le plan du cadre. Si l'on oriente le cadre suivant le plan du méridien magnétique du lieu où l'on opère, la relation

t80 TRAITÉ PRATIQUE D'ÉLECTRICITÉ

entre Fiatensité I d*un courant lancé dans Tappareil et la déviation a correspondante est

I = K tang or,

K désignant une constante de lappareil. Le limbe sur lequel se meut l'index de cuivre doré est gradué à la fois en degrés et en tangentes. Le cadre vertical porte trois circuits distincts , qui difitbrent entre eux en nombre de spires et en résistance; on emploie tel ou tel circuit suivant Tintensilé du courant à mesurer.

On peut ajouter à Fappareil, ainsi que l'indique la figure, un aimant en arc de cercle, fixé sur une tige verticale supérieure. L'emploi de cet aimant, dont nous allons indiquer le rôle, modifie la constante K de la formule précédente.

La formule

tang a = -g- 1

indique qiie la sensibilité d'un galvanomètre des tangentes est en raison inverse de H ; il y a, par conséquent, intérêt à affaiblir Faction du champ terrestre en lui opposant Faction d'un aimant compensateu?*, disposé de manière à produire, autour de Faiguille, un champ sensiblement uniforme en sens contraire du champ terrestre. La figure Si représente, schématiquement, un aimant compensaleur ou correcteur^ en forme d'arc de cercle , porté par une tige surmontant le cadre; une vis de pression permet de le fixer à une hauteur quelconque.

Nobili a indiqué, pour augmenter la sensibilité d'un galvanomètre des tangentes, un autre moyen qui consiste à solidariser avec Faiguille aimantée une seconde aiguille parallèle mais

Ni i 'S

Fig. 51.

aimantée en sens contraire ; celte seconde aiguille doit être placée

extérieurement au cadre pour que les actions de celui-ci sur les deux aiguilles soient concordantes. Si les moments magnétiques de ces deux aiguilles étaient rigoui-eusement égaux, elles formeraient un système asiatique, complètement soustrait à l'action du champ terrestre. En donnant peu de différence à ces deux moments magnétiques on atténue beaucoup l'action terrestre et, par conséquent, on augmente la sensibilité du galvanomètre.