HT

Ceci revient à prendre pour unité de masse magnétique celle qui, agissant sur une masse égale située à l’unité de distance, donne naissance à l’unité de force (si f — 1 , d = 1 , onam = m' = l).

Il résulte évidemment de cette définition que l’unité de masse magnétique dépend des unités choisies pour la mesure des distances et pour celle des forces. Nous admettrons dans tout ce qui suit que l’on fait usage des unités qui ont été choisies par la British Association i.

Il va sans dire que, dans tous les cas où il y a à considérer la rotation d’un barreau aimanté, il importe de tenir compte, non seulement de la masse magnétique supposée concentrée au pôle, mais aussi de la distance de ce pôle au centre de rotation. On appelle moment magnétique du barreau le produit de la masse magnétique par la distance qui sépare les deux pôles. Comme nous le dirons, cette quantité figure dans un certain nombre de formules.

18. — L’étude des masses magnétiques n’est pas sans présentei de réelles difficultés. Nous ne connaissons en effet aucun moyen d’ajouter en un même pôle deux masses magnétiques que l’on aurait mesurées isolément, pas plus que nous ne savons partager,

1. Nous devons signaler ici quelques notions qui ne sont pas sans importance au sujet de ces unités.

Les unités auxquelles se rapporteront toutes les questions relatives aux mesures magnétiques et électriques seront les suivantes :

Pour les longueurs : le centimètre ;

Pour le temps : la seconde sidérale;

Pour les masses : la masse du corps d’un poids de 1 gramme.

Le système défini par ce choix d’unités est souvent désigné, surtout en Angleterre, par les lettres GGS (centimètre, gramme, seconde).

Indépendamment de ces unités principales, il y a d’autres unités secondaires qui sont liées à celles-ci par les relations indiquées par la mécanique ou la physique, telles que les unités de force, de travail mécanique, de chaleur, etc. Dans un système rationnel d’unités, ces unités doivent se correspondre, et c’est précisément un des caractères, au moins en ce qui concerne l’électricité et le magnétisme, du système proposé par la British Association et adopté avec quelques modifications par le Congrès international des électriciens (Paris, 1881), système sur lequel nous reviendrons plus tard avec quelques détails.

L’unité de force, unité dérivée, mais très fréquemment usitée, est la force qui, appliquée à l’unité de masse, lui communique une accélération égale à 1 (c’està-dire qui, pendant la première seconde du mouvement, lui fait parcourir un espace égal à la moitié de l’unité de longueur).

suivant un rapport donné, une masse magnétique déterminée ; ainsi dans l’aimantation, il n’y a pas fractionnement du magnétisme, le barreau qui sert à aimanter ne changeant pas par le fait de l’opération.

M. Airy a montré expérimentalement que si l’on prend des aiguilles aimantées de mêmes dimensions et de même poids et aussi identiques que possible au point de vue magnétique, les actions subies ou exercées par des systèmes composés d’un certain nombre d’aiguilles placées parallèlement étaient toujours proportionnelles au nombre d’aiguilles et par conséquent à la quantité de magnétisme, qu’il s’agît de l’action exercée sur ces systèmes par la terre seule, ou parla terre et un barreau aimanté, ou au contraire que ce système d’aiguilles fût appelé à réagir sur un barreau ou une aiguille aimantée.

Les actions sont donc bien proportionnelles aux quantités de magnétisme et l’on voit que c’est à juste titre qu’on prend les premières pour mesurer les secondes.

Nous ferons remarquer cependant que la question n’est peut-être pas tout à fait aussi simple qu’elle le paraît au premier abord, car il faudrait en réalité opérer sur des quantités différentes de magnétisme appliquées en un même point et non pas réparties sur différents corps.

19. Champ magnétique. — Lignes de force. — L’existence d’un aimant en un point donne naissance à des phénomènes particuliers, dont nous avons étudié quelques-uns seulement, dans les corps qui sont placés dans le voisinage, jusqu’à une certaine distance. L’étendue dans laquelle ces actions sont appréciables est appelée souvent le champ magnétique , et, par abréviation, on peut raisonner comme si ces actions étaient dues au champ magnétique au lieu de les rapporter à leur cause réelle, à l’aimant. Faraday a imaginé de caractériser l’influence de ce champ magnétique par des lignes de force qui sont telles que, en chaque point, leur direction donne la direction de l’action magnétique qui est réellement produite par l’aimant : il faut en outre donner l’intensité de l’action magnétique. Si l’on considère une aiguille aimantée, placée perpendiculairement aux lignes de force en un point, cette aiguille tendra à être ramenée au parallélisme, l’action attractive sur l’un de ses pôles constituant un couple avec l’action répulsive sur l’autre pôle : convenons alors que l’existence d'une ligne de force corresponde à une valeur quelconque de la force magnétique, valeur que nous prendrons pour unité, on conçoit que l’aiguille en

MAGNÉTISME

question sera soumise à une action d’autant plus énergique, qu’elle coupera un plus grand nombre de lignes de force, c’est-à-dire que celles-ci seront plus serrées. L’intensité d’action du champ magnétique sur un espace donné dépendra donc du rapprochement plus ou moins grand des lignes de force. Gomme il ne s’agit que de rapports dans ces considérations générales, on pourra prendre un écartement quelconque comme unité.

On peut déterminer par des expériences directes la forme des lignes de force : il suffit, par exemple, de promener dans le champ magnétique une petite aiguille aimantée. Dans chacune de ses positions d’équilibre, son axe doit être tangent à la ligne de force :

Fig. 8.

on pourra donc, de proche en proche, tracer approximativement l’une de ces courbes. On recommencerait à partir d’un autre point, pour en avoir une seconde.

Les lignes courbes tracées par la limaille magnétique, donnent, par une raison analogue, la forme des lignes de force, chaque parcelle métallique étant devenue un aimant par influence, ét ayant dû se placer dans la direction même qu’aurait prise l’aiguille de l’expérience précédente.

Les figures 2, 8, 9 et 10, qui représentent des spectres magnétiques, montrent bien la direction des lignes de force dans diverses circonstances. La figure 2 représente le spectre produit par un ai-

mant agissant dans sa longueur, et la figure 8 correspond au cas d’un aimant qui se présente par une extrémité ; on ne peut pas ne pas être frappé dans ce cas de la régularité de distribution des lignes de force, régularité qu’il était d’ailleurs facile de prévoir.

Les figures 9 et 10 représentent le champ magnétique correspondant à la réunion de deux barreaux placés parallèlement et de même sens ou de sens contraire (dans chaque cas le pôle marqué d’un point blanc est le pôle nord) et l’on voit aisément la position que prendrait une aiguille aimantée de petite dimension que Ton placerait en un point quelconque de l’un ou de l’autre champ magnétique.

Si l’on a un pôle très éloigné, on peut considérer, au moins sur

Fig. 9.

une petite étendue, les lignes de force comme parallèles entre elles et également espacées ; c’est ce que l’on appelle un champ uniforme : c’est, par exemple, celui qui résulte de l’action de la terre.

20. — Si l’on compare la figure 2 à la figure 9 et à la figure 10, on voit que les lignes de force correspondant à l’existence de chacun des pôles ont changé de forme : les lignes qui partent de deux pôles de même nom, aux points où elles se rapprochent, se recourbent comme si elles se repoussaient, celles qui unissent deux pôles de même nom paraissent tendre à se redresser, à devenir moins courbes. On sait que le premier cas correspond à une répulsion des pôles, le deuxième à une attraction : on peut donc représenter d’une manière

MAGNÉTISME

matérielle les résultats que nous venons d’indiquer en imaginant que les lignes de force sont des fils élastiques allongés qui tendent à se raccourcir, mais qui se repoussent les uns les autres et qui dans leurs mouvements entraînent les corps auxquels ils s’attachent.

Cette représentation matérielle imaginée par Faraday permet de se rendre compte de divers effets que nous aurons ultérieurement l’occasion de signaler.

Le champ magnétique peut subir des changements par suite de l’approche d’un second aimant ou d’un fer doux, ou même par suite de l’existence d’un courant électrique : on peut même obtenir un champ magnétique bien déterminé comme conséquence de l’exis-

Fig. 10.

tence de courants électriques seulement. C’est principalement dans l’explication des phénomènes qui se produisent dans ces derniers cas que la considération des lignes de force présente un certain intérêt; nous y reviendrons avec quelques détails lorsque nous nous occuperons de ces questions.

Ajoutons enfin que si l’on cherche, dans le champ magnétique, à partir d’un point, la courbe pour laquelle l’action sur un pôle a une valeur constante, on trouve que cette courbe d’égale intensité coupe à angle droit les lignes de force qu’elle rencontre. Cette détermination peut se faire en mesurant la durée des oscillations d’une aiguille aimantée en chaque point.

Pour plus de simplicité, nous avons raisonné comme si l’on étudiait les actions qui se produisent dans un plan seulement; mais en réalité, il faudrait considérer des lignes de force dans tout l’espace et ces lignes seraient coupées à angle droit par les surfaces d’égale intensité.

21. Intensité du champ magnétique. — Moment magnétique. — Si l’on étudie l’action magnétique par la considération du champ magnétique, il faudra en chaque point se donner la direction de la ligne de force correspondante et V intensité H du champ magnétique au point considéré : cette intensité sera définie par la relation

f étant la force à laquelle est soumise la masse magnétique m au point considéré *.

Lorsqu’un aimant est placé dans un champ magnétique d’intensité H, perpendiculairement aux lignes de force, à chaque pôle agit une force f = m H : ces deux pôles constituent un couple dont le moment est G == m l H, t étant la distance qui sépare les pôles : ce couple est égal au produit du moment magnétique du barreau aimanté par l’intensité du champ magnétique. Il est clair que si le barreau fait un angle « avec les lignes de force, le couple qui agit sur lui a pour valeur m H l Sin k = G Sin a. Si, comme nous l’avons indiqué, l’intensité du champ magnétique est déterminée par le nombre de lignes de force pour un espace donné et si nous supposons que les distances qui séparent ces lignes soient très petites par rapport à la longueur du barreau, on voit facilement que, pour une position quelconque, le couple qui agit sur l’aiguille a un moment qui est proportionnel au nombre de lignes de force rencontrées par la ligne qui joint les pôles.

22. Étude détaillée de l’action de la terre. — Couple directeur terrestre. — L’action de la terre sur un aimant peut s’expliquer comme nous l’avons indiqué (12) en imaginant que la terre agit elle-même comme un aimant possédant également deux pôles. Les effets produits par la terre sur l’aiguille aimantée dans diverses conditions doivent pouvoir se déduire de la considération des forces émanées de chacun des deux pôles magnétiques de la terre et appliquées aux deux pôles du barreau. Nous allons indiquer quelques-uns

1 . Cela revient à dire que Y unité de champ magnétique correspond à un champ magnétique, où l’unité de masse magnétique subirait l’unité de attraction égale à l’unité de force.

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des résultats les plus simples en indiquant comment ils ont été vérifiés par l’expérience.

On peut reconnaître à priori que l’action de l’aimant terrestre sur un barreau aimanté se réduit à un couple, qu’elle est par conséquent purement directrice, en se basant sur les indications préliminaires que nous avons données.

Soit NS un barreau aimanté (fig. 11) : le pôle boréal de l’aimant terrestre agira sur les deux pôles de ce barreau, par attraction sur le pôle nord N, par répulsion sur le pôle sud S. Ces deux forces NB et SB' seront égales et parallèles à cause de la grande distance de l’aimant terrestre. De même le pôle austral de l’aimant terrestre agira, attractivement sur S et répulsivement sur N, par deux forces égales et parallèles NC et SC' pour la même raison. Le pôle N sera donc soumis à l’action d’une résultante ND qui sera égale et parallèle à la résultante SD' qui agira au point S, à cause de l’égalité des deux parallélogrammes NCDB et SG'D'B'. Donc l’aiguille NS subit

l’action de deux forces égales, parallèles et de sens contraires, c’est-à-dire d’un couple que nous désignerons sous le nom de couple terrestre.

Ce couple ne peut communiquer aucune translation à l’aiguille; il est seulement directeur; c’est-à-dire que si l’aiguille peut tourner autour d’un point O, elle tournera jusqu’à ce que la ligne des pôles NS arrive en N'S' parallèlement à la direction des forces qui, alors, étant directement opposées, se feront équilibre.

On voit immédiatement que si l’aiguille est à égale distance des deux pôles de l’aimant terrestre, les quatre forces sont toutes égales et également inclinées : les résultantes seront alors horizontales et l’aiguille librement suspendue sera dirigée horizontalement lors de l’équilibre.

Lorsque l’on considère un point situé dans l’hémisphère nord, les forces NB et SB' sont plus intenses que NC et SG' puisque l’on est plus près du pôle nord, elle sont d’ailleurs plus inclinées sur

l’horizontale : la résultante ND est donc située au-dessous de l’horizontale entraînant ainsi le pôle nord au-dessous de l’horizontale lors de l’équilibre. L’effet inverse se manifeste évidemment dans l’hémisphère sud.

Nous avons déjà dit sommairement, que tels sont bien les effets observés.

23. — On peut vérifier avec une grande précision que la terre n’exerce qu’une action directrice sur un barreau aimanté.

i° La terre ne donne naissance à aucune composante horizontale produisant la translation.

On le reconnaît grossièrement, en posant un aimant sur un flotteur reposant sur un liquide : le flotteur tourne sur lui-mème, mais n’est pas entraîné.

On peut d’ailleurs faire une expérience beaucoup plus précise, de la manière suivante : A l’extrémité d’un fil AB (fig. 12) que l’on prend fin et long, on suspend une légère planchette. D’un côté, on place une aiguille aimantée sur un pivot en G, de l’autre un contre-poids qui maintient la planchette horizontale. L’aiguille étant enlevée et remplacée par un corps inerte et de même poids, le système prend une position d’équilibre pour laquelle le fil ne présente aucune torsion, position que l’on détermine à l’aide de repères quelconques. On enlève alors le corps inerte et on met l’aiguille aimantée sur le pivot : celle-ci tourne jusqu’à ce qu’elle soit dans le plan du méridien magnétique, mais la planchette ne subit aucun déplacement. Ce déplacement se produirait cependant certainement si l’aiguille était soumise à une force, susceptible dès lors de produire une translation, lors même que cette force serait très faible, car elle agirait à l’extrémité d’un long bras de levier, et ne serait conire-balancée que parle couple de torsion du fil, couple que l’on rend aussi petit qu’on le veut en diminuant la section et surtout en augmentant la longueur de ce fil.

2° La terre ne donne naissance à aucune composante verticale de translation.

On prend une aiguille ou un barreau d’acier non aimanté et on le pèse avec soin; puis on l’aimante, et on le pèse de nouveau. On n’observe alors aucune variation de poids, ce qui serait arrivé si l’action de la terre sur un barreau aimanté donnait naissance à une force verticale qui se composerait avec le poids du barreau.

MAGNÉTISME

La terre, ne donnant lieu à aucune action de translation ni horizontale ni verticale, n’en saurait produire une oblique; puisque celleci donnerait une composante horizontale et une composante verticale que l’on aurait mises en évidence dans les expériences que nous venons de signaler.

24. Couples composants horizontaux et verticaux. — Les actions produites par le couple terrestre sur une aiguille librement suspendue, ne pouvant que produire des rotations autour de ce point, nous pouvons supposer le point de suspension invariable et ne considérer que l’une des forces, celle qui serait appliquée au pôle nord, par exemple. Nous pourrons toujours d’ailleurs remplacer cette force par ses composantes obtenues conformément aux règles de la mécanique.

Soient OMM' (fig. 13) le plan du méridien magnétique, OH la force terrestre qui fait avec l’horizontale OM' un angle i, angle d’inclinaison, et SN l’aiguille placée dans un plan vertical OPP' faisant un angle a avec le méridien magnétique (cet angle a détermine ce que l’on appelle Y azimut du plan OPP'). La force appliquée au pôle N est NA parallèle à la direction OH; nous pouvons décomposer cette force en deux autres situées dans un plan parallèle au méridien magnétique : l’une verticale NB, l’autre horizontale NC. On peut considérer que la première qui est dans le plan OPP' écarte l’aiguille de la position horizontale qu’elle occuperait si elle n’était soumise qu’à la force horizontale NC puisqu’elle est suspendue par son centre de gravité ; la force horizontale NG a au contraire pour effet d’écarter l’aiguille du plan vertical où elle se trouve pour la ramener dans le méridien magnétique. Or, on reconnaît facilement 1 que la force NB est indépendante de l’angle a. Si, par conséquent, on vient à détruire l’action de cette composante dans un azimut quelconque, de ma-

1. On peut décomposer OA, force terrestre dont nous désignerons la valeur par F, en deux forces, une verticale NB dont la valeur est V = F Sin i, et une horizontale NG qui est égale à H == F Cos i. Cette dernière, d’autre part, peut se remplacer par une force NE située dans le plan OPP', soit h =HCosa = F Cos i Cos a et une force ND normale à ce plan, h' = F Sin a = F Cos i Sin a.

nière à rendre l’aiguille horizontale dans cet azimut, celle-ci restera horizontale dans tous les azimuts; ce que l’expérience vérifie facilement.

On peut rendre l’aiguille horizontale, soit en la forçant à tourner autour d’un axe vertical, soit en mettant du côté de OS un contrepoids dont la valeur et la position seront déterminées de manière à contre-balancer exactement l’action de la composante NB (ou plus exactement l’action du couple vertical constitué par NB et par la force égale et contraire appliquée en S); soit, et c’est ce que l’on fait le plus souvent, en suspendant l’aiguille par un point autre que le centre de gravité et choisi de manière à détruire les actions verticales. En général, lorsque la position du point de suspension a été déterminée à peu près, on ramène l’aiguille à l’horizontalité en donnant quelques coups de lime sur le côté le plus lourd.

25. Aiguille mobile dans un plan horizontal. — Lorsque l’aiguille a été ramenée à se mouvoir dans le plan horizontal, elle tend à revenir dans le plan du méridien magnétique sous l’influence de la composante NC : l’équilibre ne sera possible alors que lorsque l’aiguille sera dans la direction de cette force, c’est-à-dire lorsque l’aiguille sera dans le méridien magnétique. Une aiguille aimantée susceptible de se mouvoir dans un plan horizontal permet donc de déterminer le méridien magnétique aussi bien qu’une aiguille librement suspendue,.

On reconnaît que, lorsque l’aiguille est écartée de cette direction d’un certain angle a, le moment de la force qui tend à l’y ramener est proportionnel à Sin a.

Coulomb a vérifié expérimentalement l’exactitude de cette conclusion, à l’aide de la balance de torsion l.

26. Aiguille mobile dans un plan vertical. — Imaginons maintenant une aiguille aimantée ne pouvant que tourner autour d’un axe horizontal fixe xy passant par son centre de gravité, se mouvant par conséquent dans un plan vertical OPP' déterminé par l’angle a

1. Si nous supposons que l’aiguille est ramenée dans le plan horizontal M'O'P' et qu’elle ne puisse que tourner autour d’un axe vertical 00', le couple qui tendra à la ramener dans le méridien magnétique sera produit par la force ND et la force opposée appliquée au S : son moment sera donc lh', l étant la distance qui sépare les deux pôles. Mais on à lh' — l F Cos i Sin a. Le moment est à chaque instant proportionnel au sinus de l’azirnut.

Pour le vérifier, on tourne le micromètre supérieur d’un angleT; la torsion se communique à l’aiguille qui tournerait aussi de T si elle. n’était pas aimantée, mais qui, étant soumise à l’action de la terre, tourne d’un angle moindre L Dans ce cas, la déviation de l’aiguille est t, et l’angle de torsion est T —t\ au moment de

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qu’il fait avec le méridien magnétique. Dans ce cas, toute force perpendiculaire au plan OPP' est détruite par le mode de suspension et est sans influence sur le mouvement ou l’équilibre de l’aiguille.

Soit NA la force terrestre appliquée au pôle N : on peut, comme nous l’avons déjà dit, la décomposer en deux forces, l’une verticale, NB ; l’autre horizontale et parallèle au méridien magnétique, NC ; mais celle-ci, à son tour, peut être remplacée par les deux composantes horizontales, ND perpendiculaire au plan OPP' et NE située dans ce plan. Gomme nous l’avons dit, la force ND est sans action, et l’aiguille est soumise seulement aux deux composantes NB et NE auxquelles on peut substituer leur résultante NG à laquelle l’aiguille va obéir, de telle sorte que, au moment de l’équilibre elle sera dirigée suivant NG. On reconnaît facilement1 que la valeur de NG est F y/ sia 2 i + cos2 i cos2 a et que l’angle j que cette force fait avec l’horizontale est déterminé par la relation

tg-j = tgix-i

Il résulte de cette formule que l’aiguille change de direction avec l’angle a, c’est-à-dire lorsque l’on fait varier la position du plan dans lequel elle peut seulement se mouvoir.

l’équilibre, le couple de torsion est égal à l’action du couple terrestre qui dès lors est proportionnel à l’angle de torsion T -t.

On recommence l’opération et l’on mesure des valeurs correspondantes T' et tr , T" et f, etc. Or d’après les chiffres trouvés on reconnaît que l’on a :

T — t Tr — V T” — t"

Sin t Sin t’ Sin t"

ce qu’il fallait démontrer.

1 . Nous avons vu ci-dessus que la valeur h de la force NE est h = H Cosi = F Cosi Cos a parce que l’angle ENC est égal à a. La valeur de la force NK sera :

cp v'V2 + Iv1 = F y/ Sin2 1 -f- Cos2 i Cos2 a, et si d’autre part on. désigne par j l’angle ENG, on aura :

. V F Sin i tg i

3' ^ h F Cos i Cos a Cos a

On écrit quelquefois cette dernière équation :

Cot.y = Cot. i X Cos a.

La discussion de cette formule n’offre aucune difficulté: elle est résumée ciaprès. On voit immédiatement que si et j2 sont deux angles correspondant à des plans rectangulaires, on a :

Cot2;, + Cot2 ji = Cota i.

La discussion rapide de cette formule montre que la valeur inclinaison de l’aiguille, est un minimum correspondant bien à a=0, c’est-à-dire au cas où l’aiguille se meut dans le plan du méridien magnétique : lorsque l’angle a croît il en est de même de tg j et par suite de j qui atteint enfin la valeur de 90° pour a = 90°, c’est-àdire que l’aiguille devient verticale lorsque le plan qui la contient est perpendiculaire au méridien magnétique. Si l’on continue à faire tourner ce plan, l’angle j repasse par les mêmes valeurs, mais il faut remarquer que toujours l’extrémité de l’aiguille qui est audessous de l’horizontale reste située au nord de la verticale qui passe par le centre de suspension.

27. — On vérifie ces résultats à l’aide de la boussole d’inclinaison

qui réalise pratiquement les dispositions que nous venons d’indiquer : elle se compose (fig. 14) d’un cercle vertical en cuivre présentant deux traverses horizontales au niveau de son centre et gradué sur la circonférence. Les deux traverses reçoivent les extrémités a et h de l’axe horizontal d’une aiguille aimantée NS qui ne peut ainsi que se mouvoir dans le plan du cercle et dont la position par rapport à l’horizontale s’obtient par la lecture de la division en face de laquelle s’arrête sa pointe. Le cercle vertical est mobile d’autre part autour d’un axe que l’on peut rendre parfaitement vertical à l’aide dos vis calantes que porte son pied : une alidade H, liée au cercle vertical et mobile avec lui, se déplace sur un cercle horizontal gradué CD et

Fig. 14.

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permet de mesurer les variations azimutales. En faisant tourner le cercle vertical autour de l’axe, d’une manière continue, on trouve que l’aiguille se meut régulièrement entre la verticale et une position telle que l’angle qu’elle fait avec l’horizontale est égale à l’inclinaison pour le lieu où l’on se trouve et, en rapportant ces positions à l’aiguille horizontale, on reconnaît bien que pour le dernier cas le plan vertical est parallèle à cette aiguille et que pour le premier elle lui est perpendiculaire.

28. — Au lieu de vérifier les résultats que nous avons indiqués par l’observation des positions d’équilibre d’un barreau aimanté, on peut les étudier par la durée des oscillations des aiguilles aimantées diversement suspendues et écartées de leurs positions d’équilibre. On sait, en effet, que la formule du pendule composé donne la durée des oscillations en fonction des forces ou des moments des couples qui agissent sur le corps oscillant.

L’étude des formules, que ce n’est pas ici le lieu de démontrer ni de discuter, conduit à quelques cas particuliers fort simples1.

1. On remarque, en effet, que le couple terrestre conservant sa direction malgré les variations de position de l’aiguille, on peut appliquer à celle-ci la formule du pendule composé :

,l=* V TfT>

dans laquelle t est la durée d’une oscillation, I le moment d’inertie de l’aiguille, F la valeur de la force appliquée à chacun des pôles et l la demi-longueur de l’aiguille.

Si l’on fait osciller une aiguille d’inclinaison placée dans le méridien magnétique, F sera alors la force terrestre même; mais si l’on fait osciller une aiguille ramenée à l’horizontale, la valeur de la force qui agit est seulement F Cos£ et la durée t' d’une oscillation étant :

on en déduit :

L 71 \/ 2 Fi Cos i ’

~ = y/ Cos i •

On pourrait de même faire osciller une aiguille d’inclinaison dans un azimut quelconque, mais en général, les résultats auxquels on parvient nesontpassimples, à cause de la forme complexe de la valeur de la composante qui agit dans ce cas; le résultat devient simple au contraire, pour quelques positions particulières : soient en effet, tt et t2 les durées des oscillations effectuées dans des plans dont les azimuts seraient a1 et a2 ; on aura :

=7c vV

Fl y/Sin2 i + Cos2 i Cos2 aj,

et t«

= « sh

F/y/Sin2 i + Cos i Cos2 tx2.

Ainsi l°si t est la durée de l’oscillation d’une aiguille d’inclinaison mobile dans le plan du méridien magnétique et tf la durée de l’oscillation de l’aiguille ramenée à l’horizontalité et mobile dans un plan horizontal, on a, en désignant par i l’inclinaison :

2° Si tl et t2 sont les durées d’oscillations de l’aiguille d’inclinaison supposée mobile, d’abord dans le plan du méridienmagnétique, puis dans un plan perpendiculaire, on a :

Ces divers résultats ont été vérifiés expérimentalement : ainsi, en particulier, Humboldt a fait des expériences à Quito où la valeur de l’inclinaison était alors de 14026' : en 10 minutes ou 600 secondes, une aiguille placée dans les conditions précédemment indiquées exécuta d’abord 220 puis 109 oscillations : on a donc ti et

t2 = et par suite on doit avoir ) 2 = Sin i. Or, on trouve = 0,245 et Sin i = 0,249. La vérification est donc aussi complète que possible.

29. Systèmes astatiques. — 11 peut être nécessaire dans quelques circonstances d’avoir un système aimanté qui ne subisse pas l’action directrice de la terre, comme nous le verrons en particulier pour les galvanomètres, ou tout au moins pour lequel cette action soit très amoindrie sans diminuer cependant l’aimantation des pièces du système : un pareil système est dit astatique.

Deux procédés différents peuvent être employés : on peut, par exemple, se servir d’un barreau aimanté dont on détermine la position par tâtonnement, de manière que son action contrebalance et détruise exactement l’action terrestre. On peut, en modifiant quelque peu la distance ou la direction de cet aimant, modifier son action de manière qu’il cesse de rendre l’aiguille absolument asta-

Si, en particulier, on prend a.y = 0 et a2 = 90°, il vient :

^ „ • — = Cos i.

D’où il vient :

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tique et que celle-ci possède une force directrice que l’on détermine à volonté. On peut même se servir d’un semblable barreau que l’on aura retourné bout pour bout pour augmenter au contraire cette force directrice, ce qui peut être utile dans quelques circonstances.

Un autre système consiste à réunir par une tige rigide deux aiguilles aimantées que l’on place parallèlement au-dessus l’une de l’autre, de manière à ce que les pôles opposés soient en regard (fig. 45).

On conçoit facilement que les actions exer- c

cées par la terre étant en sens opposés se n

détruisent plus ou moins complètement, ~ — |B

et que, si les moments des couples directeurs étaient rigoureusement égaux, ce qui d’ailleurs est impossible à obtenir, le lv— — jj- ■ système resterait en équilibre dans tous les azimuts. On se borne seulement à obtenir Fig. 15.

une diminution de l’action directrice.

30. Distribution du magnétisme dans les aimants. — Nous avons dit que la propriété magnétique ne se manifeste pas avec la même intensité dans toute l’étendue d’un aimant : on a pu déterminer par diverses méthodes quelle est la distribution du magnétisme.

Coulomb a fait les premières recherches à cet égard; pour cela il se servait de la balance de torsion. Le barreau aimanté sur lequel il opérait glissait dans une rainure pratiquée dans une règle placée dans la cage de manière à se trouver dans le plan du méridien magnétique de l’aiguille. Lorsque le barreau était placé en face de l’aiguille, celle-ci était déviée et la déviation primitive dépendait du point du barreau en face duquel l’aiguille se trouvait ; mais, à l’aide du micromètre, on ramenait toujours la déviation à la même valeur, et c’était la torsion qui indiquait la force répulsive et permettait, après que l’on eût tenu compte de l’action de la terre, de déterminer un nombre proportionnel à la quantité de magnétisme au point considéré.

Il faut remarquer que, en réalité, l’action est moins simple que nous ne le supposons, car ce n’est pas seulement le point situé en face de l’aiguille qui agit, mais aussi les parties situées au-dessus et au-dessous. Mais on doit noter que celles-ci agissent fort obliquement d’une part et que leur action diminue d’importance par là ; puis, en outre, que le sens de la variation ne changeant pas, il y a une sorte de compensation et que l’on a un nombre qui mesure non

pas l’action due au seul point considéré, mais une action un peu plus forte et proportionnelle. Il faut remarquer cependant que cet effet ne se continue pas dans toute la longueur, et que lorsqu’on approche de l’extrémité du barreau, le nombre trouvé doit être trop faible, puisque d’un côté l’action oblique est très diminuée, ou même manque. Aussi, en arrivant à l’extrémité, Coulomb faisait une correction qui revenait à peu près à doubler le nombre obtenu directement.

Coulomb exécuta une autre série de mesures en déterminant l’in-

tensité magnétique aux différents points par la durée des oscillations d’une petite aiguille aimantée que l’on avait fait osciller, au préalable, sous la seule action de la terre. Les mêmes remarques générales que nous avons indiquées plus haut sont applicables ici.

31 . — M. Jamin étudia la distribution du magnétisme en déterminant à l’aide d’une balance la force nécessaire pour arracher un morceau de fer doux placé successivement en divers points.

Enfin, nous signalerons une méthode fort sensible que nous avons appliquée et qui consiste à déterminer l’intensité magnétique en un point par la valeur du courant d’induction produit dans une petite bobine que l’on écartait. Cette méthode permet, non seulement de déterminer la distribution du magnétisme, mais encore d’explorer complètement le champ magnétique.

32. — On peut représenter graphiquement les résultats obtenus, comme le faisait Coulomb, en élevant en chaque point de l’aimant une perpendiculaire dont la longueur soit proportionnelle à l’intensité observée et convenant de porter, de part et d’autre de l’axe qui représente le barreau, les longueurs qui correspondent à des actions magnétiques de sens contraires. On obtient ainsi des courbes symétriques par rapport au milieu du barreau, commençant à une distance de ce point variable suivant les aimants, dont les ordonnées croissent lentement d’abord, puis de plus en plus rapidement, au fur et à mesure que les points considérés sont plus rapprochés des extrémités (fig. 16). En s’appuyant sur des données numériques obtenues dans diverses séries d’expériences, Biot a montré que ces courbes peuvent être représentées par une formule telle que y = A (y-n — \&i *) dans laquelle %l représente la longueur du barreau, x la distance du point considéré à l’extrémité, et y l’ordonnée de la courbe, ordonnée qui est proportionnelle à l’intensité magnétique; A et [x sont des constantes. Cette formule, d’ailleurs est purement empirique et n’a aucune signification rationnelle.

33. — La connaissance de l’intensité magnétique en chaque point

MAGNÉTIS ME.

d’un barreau aimanté est indispensable pour savoir quelle est l’action exacte de ce barreau sur une masse magnétique quelconque.

Supposons d’abord cette masse réduite à un point et située à une très grande distance : les diverses actions qui s’exerceront entre cette masse et les divers points du barreau doivent alors être considérées comme parallèles et, les différences de distances étant alors négligeables, les actions élémentaires sont proportionnelles aux intensités magnétiques ou aux ordonnées de la courbe. On reconnaît alors, en s’appuyant sur des théorèmes connus de mécanique, que la valeur de la résultante qui est la somme de toutes les actions élémentaires est mesurée par Faire de la courbe caractérisant pour chaque moitié du barreau la distribution magnétique. Le point d’application de cette résultante, qui sera réellement ce que l’on doit appeler le pôle, se trouvera, en vertu des mêmes théorèmes, au pied de l’ordonnée du centre de gravité de cette aire (fig. 16). On conçoit, d’après cette définition et d’après la forme de la surface, que

le pôle doit se trouver près de l’extrémité, mais non pas à l’extrémité même.'

Mais il faut bien comprendre que ce pôle n’a d’importance que lorsque l’on considère les actions exercées sur un point à l’infini et que, pour toute masse magnétique p> située à une distance finie, il y a une résultante particulière appliquée à un point spécial. Pour déterminer ce point d’application, il faut déterminer chaque action élémentaire : l’action exercée par le point m (fig. 17), par exemple, sera représentée par une droite joignant le point p au point m, et sur laquelle on porterait une longueur qui serait proportionnelle à l’intensité magnétique en m, intensité mesurée par l’ordonnée du point m dans la courbe de distribution et en raison inverse du carré de la distance mp, distance qui varierait suivant les divers points considérés. On déterminerait ainsi chaque force élémentaire : leur résultante, calculée par les procédés ordinaires de la

mécanique, représenterait Faction totale, et le point K' où elle rencontrerait le barreau serait le point d’application de cette force, et pour ainsi dire le pôle magnétique du barreau par rapport à la masse p. On voit que la position de ce pôle relatif dépendra de la position et de la distance de p, par rapport au barreau considéré.

11 faut ajouter que, dès que le barreau est à une distance un peu notable du point/), la position du pôle relatif à ce point varie peu avec la position même du point et diffère peu de celle du pôle absolu (ou pôle relatif à l’infini) tel que nous l’avons défini.

34. — Si maintenant on voulait déterminer exactement l’action d’un point sur un aimant, ou réciproquement, il faudrait opérer de la même manière pour chacune des deux moitiés, ce qui donnerait naissance à deux forces tendant à produire des actions opposées.

Si le point est à une distance infinie ou du moins très grande, il recevra des deux pôles deux actions parallèles égales et de sens contraire qui, par conséquent, s’annuleront ; d’autre part, l’aimant subira de la part de ce point deux actions égales, parallèles et de sens contraire, mais appliquées en des points différents, aux pôles, et constituant un couple, par conséquent.

Dans le cas où le point considéré n’est pas placé à une distance infinie, les deux forces dont il faut tenir compte ne sont pas absolument égales, ni absolument opposées : elles ne se détruisent donc pas complètement sur le point, et l’aimant est soumis en même temps à un couple et à une force.

Il importe de remarquer que les considérations précédentes sont seulement théoriques, car jamais on n’a une masse magnétique isolée p. En réalité, on a deux aimants et l’on devrait chercher les résultantes de toutes les actions élémentaires provenant des divers points de l’un des aimants agissant en sens convenable sur tous les points de l’autre aimant. Si les barreaux sont à une très grande distance, toutes les actions élémentaires se réduisent à des couples et l’action résultante sera, par suite, également un couple : il n’y aura qu’une action de direction. Il n’en sera pas de même si les aimants ne sont pas très éloignés : au couple qui existera toujours et tendra à donner une direction déterminée, se joindra une force de translation, attractive ou répulsive suivant les cas, et qui explique les déplacements dans un sens ou dans l’autre produits par un aimant sur un aimant voisin.

35. Corps magnétiques. — Corps diamagnétiques. — Ainsi que nous l’avons dit, ce n’est pas seulement le fer qui est sensible à l’action de l’aimant, mais toutes les substances ; on avait d’abord pensé que

MAGNÉTISME

les effets observés provenaient d’une petite quantité de ce métal existant dans des corps soumis à l’expérience. Mais des analyses précises montrèrent que les aimants agissaient sur des corps où il n’entrait absolument pas de fer. C’est spécialement depuis que l’on a employé des électro-aimants que des recherches suivies ont pu être faites : ces électro-aimants sont des aimants temporaires très énergiques produits parle passage d’un courant et sur lesquels nous insisterons plus tard ; il nous suffit de savoir actuellement qu’ils agissent dans tous les cas comme le feraient des aimants.

En soumettant des fragments de divers corps à l’action d’un puissant électro-aimant, on reconnaît que tous sont sensibles, mais que les uns, se comportant comme le fer, sont attirés, tandis que d’autres sont repoussés. La différence d’effets est rendue plus sensible en donnant à ces corps la forme de barreaux que l’on suspend par leur milieu à un fil fin entre les deux pôles d’un électro-aimant placés en regard. Pour le fer et les corps qui, comme lui, sont attirés par l’aimant, le barreau se met dans la direction de la ligne des pôles : il prend la direction axiale , suivant l’expression consacrée ; mais les corps qui sont repoussés prennent une position d’équilibre complètement différente ; ils se dirigent perpendiculairement à la ligne des pôles, équatorialement. Les corps qui se comportent de la première manière sont dits magnétiques , les autres sont diamagnétiques.

L’action se produit d’ailleurs aussi sur les liquides et les gaz; pour étudier les liquides, on les place dans un tube de verre qui, suivant les cas, prend la direction axiale ou la direction équatoriale. On peut aussi mettre le liquide dans un verre de montre que l’on pose sur les pôles de l’électro-aimant, munis en conséquence d’armatures horizontales : la surface du liquide ne reste pas horizontale et présente au-dessus des pôles deux saillies si le liquide est magnétique, deux dépressions s’il est diamagnétique.

Les gaz sont également sensibles à l’action des aimants : on peut le mettre en évidence en plaçant une flamme entre les pôles de l’électro-aimant, ou bien en employant des tubes de verre remplis de gaz divers et suspendus en leur milieu. On peut encore, comme Faraday, étudier les déviations éprouvées par des colonnes de gaz coloré en présence des pôles.

Nous donnons dans le tableau I la liste des corps magnétiques et des diamagnétiques; il nous suffira d’indiquer les principaux. Parmi les corps magnétiques nous signalerons, outre le fer et l’acier, le nickel, le cobalt, le platine et leurs sels, l’oxygène eide bioxyde

d’azote; parmi les corps diamagnétiques, nous indiquerons principalement le bismuth, l’antimoine et leurs sels, le phosphore, l’eau, l’alcool, l’hydrogène et la plupart des gaz.

Le fer est le plus magnétique de tous les corps et le bismuth le plus diamagnétique. A poids égal, l’oxygène .agirait avec la même énergie que le fer s’il était réduit à occuper le même espace. L’azote étant presque inactif, l’air est cinq fois moins magnétique que l’oxygène.

36. — On peut expliquer les phénomènes de diamagnétisme en imaginant que dans les corps comme le bismuth, l’approche d’un pôle d’un aimant produit une action d’influence qui donne naissance à un pôle de même nom. Il est facile de voir que cette supposition qu’il est d’ailleurs impossible d’expliquer rationnellement, rendrait compte aussi bien de la répulsion observée que de la direction équatoriale.

Cette propriété se trouverait rattachée à d’autres actions dues à l’action des courants électriques et sur lesquelles nous reviendrons ultérieurement.

Mais des expériences de Faraday et de Becquerel présentent le phénomène sous un autre point de vue très digne d’intérêt. Il résulte, en effet, de mesures effectuées, que l’action magnétique ou diamagnétique exercée par un aimant sur un corps dépend en partie du milieu dans lequel il est plongé. Par exemple, une dissolution de sulfate de fer enfermée dans un tube de verre suspendu par son milieu et plongée dans une dissolution du même sel peut présenter des phénomènes variables : il n’y a aucune action si les deux liquides sont au même degré de saturation ; il y a apparence de magnétisme si le tube renferme une dissolution plus concentrée que le liquide ambiant, et il y a diamagnétisme dans le cas contraire.

Cette expérience peut conduire à l’explication suivante : l’action exercée par un pôle d’un aimant sur un corps est la différence entre l’action absolue qu’il produirait et celle qu’il produirait sur la portion du corps constituant le milieu ambiant qui remplirait l’espace occupé par le corps considéré. L’effet définitif dépendra de la grandeur relative de ces deux actions : si l’action exercée sur le corps est la plus grande, la force observée sera de même sens et égale à la différence arithmétique; elle sera nulle si les deux actions sont égales; elle sera de sens contraire à l’action absolue exercée sur le corps considéré, si celle-ci est plus faible. Autrement dit, en admettant que l’attraction soit la règle générale, il y aura attraction (magnétisme) si le corps considéré est plus magnétique que le

MAGNÉTISME

milieu ambiant; il y aura répulsion (diamagnétisme) si le corps est moins magnétique que le milieu ambiant ; il n’y aura aucune action si le corps est aussi magnétique que le milieu ambiant.

L’effet qui se manifesterait alors serait analogue à celui qui se produit quand on considère l’action de la pesanteur sur un corps plongé dans un liquide : la force résultante est descendante, ascendante ou nulle, suivant que le corps plongé a une densité supérieure, inférieure ou égale à celle du liquide.

Il faut remarquer cependant que cette explication présente quelques difficultés : ainsi on trouve que certains corps sont encore diamagnétiques dans le vide, soit que l’on ait fait l’expérience directement, soit que l’on ait effectué par le calcul la correction de l’effet du milieu ambiant. Pour pouvoir appliquer dans ce cas l’explication précédente, il faudrait admettre que le vide même constitue un milieu magnétique, ce qui ne se comprend pas très nettement.

Nous laissons de côté l’action des aimants sur les corps cristallisés : il y a une série de faits qui ne sont pas sans intérêt, mais qui nous entraîneraient fort loin et qui, jusqu’à présent au moins, ne paraissent pas pouvoir donner lieu à des applications pratiques.

87. Procédés d’aimantation. — Nous n’insisterons pas sur les procédés d’ai mantation dont la théorie est mal connue : nous n’en dirons que quelques mots, renvoyant, d’ailleurs, à un autre chapitre l’un des modes d’aimantation les plus intéressants, l’aimantation par les courants.

1° Méthode de la simple touche. — On frotte un barreau d’acier NS (fig. 18), d’une extrémité à l’autre et toujours dans le même sens, avec le même pôle, N' par exemple, d’un aimant naturel ou artificiel.

2° Méthode de la double touche. —

Deux aimants sont placés sur le barreau d’acier, de telle sorte que leurs pôles de noms contraires soient en contact

avec ce barreau mais restent séparés l’un N 1 lJ — j §

de l’autre par une petite cale en bois — >

(fig. 49) : ces aimants sont inclinés sur le Fig. 18.

barreau à aimanter de 42°, angle que,

par des expériences comparatives, Æpinus a trouvé le meilleur. Le système des deux aimants est appliqué au milieu du barreau ; on le fait glisser vers une extrémité, puis on l’entraîne en sens inverse

jusqu’à l’autre extrémité et ainsi de même un certain nombre de fois, en ayant soin pour plus de régularité de revenir s’arrêter au

milieu après une dernière demi-course de même sens que la demicourse initiale.

3° Méthode de la touche séparée. — Deux aimants sont placés, par leurs pôles opposés, sur le milieu du barreau à aimanter et sous un angle de 30° (fig. 20) ; puis, les séparant, on les fait glisser en sens contraire jusqu’à ce qu’ils soient parvenus aux extrémités : on les enlève alors pour les ramener au milieu et recommencer la même opération que l’on répète un certain nombre de fois.

Dans les deux derniers cas, on arrive à des résultats beaucoup plus satisfaisants, si le barreau à aimanter repose à ses deux extrémités sur des pôles opposés d’autres aimants, pôles disposés en s et n, comme l’indiquent les figures 19 et 20, dans le même sens que les pôles des aimants que l’on fait mouvoir.

Dans tous les cas, on obtient, à chaque extrémité, un pôle de nom

contraire à celui de l’aimant sur lequel elle reposait ou avec lequel elle était en contact.

38. — Nous avons dit que le fait, pour un barreau de fer ou d’acier, d’être placé parallèlement à un aimant fait naître, par inlluence, des pôles dans le barreau ; en général ces pôles ne persistent pas, et le barreau retombe à l’état naturel. Mais s’il s’agit d’un barreau d’acier, et que pendant qu’il est soumis à l’influence,

MAGNÉTISME

on vienne à lui faire subir quelques actions mécaniques énergiques, comme des torsions, des chocs de marteau, etc., il conservera une partie de son aimantation.

Des résultats tout à fait analogues se produisent par l’action de la terre et l’on trouve à l’état d’aimant toutes les pièces d’acier qui, placées dans le méridien magnétique, ont été soumises à des actions mécaniques énergiques, ou seulement à des vibrations répétées. Cet effet d’aimantation est tout à fait analogue au précédent et est dû à l’influence de l’aimant terrestre.

39. — L’action magnétique maxima que peut produire un barreau d’acier aimanté dépend de sa trempe : on peut dire d’une manière générale qu’elle est d’autant plus considérable que le barreau est plus fortement trempé, ainsi que Coulomb l’a reconnu; il est cependant prouvé maintenant que la question n’est pas tout à fait aussi simple.

L’action magnétique diminue quand la température s’élève, et la diminution est très notable ; cependant, on a pu obtenir des barreaux aimantés en les soumettant à l’action d’aimants puissants alors qu’ils étaient portés à la température rouge. D’après M. S. Dufour, l’action magnétique exercée par un barreau serait maxima à la température à laquelle il aurait été aimanté. Ajoutons que ces questions sont assez obscures encore.

D’un autre côté, la force d’un aimant dépend de sa forme et de ses dimensions : Coulomb a reconnu que les moments magnétiques de barreaux de même forme, aimantés à saturation, sont à peu près proportionnels aux cubes des dimensions homologues.

Si l’on considère, au contraire, des aimants de même section mais de longueurs différentes, on reconnaît (Coulomb, Jamin) que les courbes d’intensité magnétique, et par conséquent la quantité de magnétisme libre, varient fort peu de forme et de grandeur ; seulement, si le barreau est long, ces courbes ne commencent pas dès son milieu et présentent un espace neutre assez étendu, tandis que pour une longueur moindre, les deux courbes se rejoignent de manière à ne présenter qu’une ligne neutre et non une zone neutre ; enfin, pour de plus faibles longueurs encore, les courbes se modifient, les surfaces diminuent et, par suite, les quantités de magnétisme libre. M. Jamin appelle les premiers mégapolaires et les derniers brachy polaires.

Coulomb a étudié des aimants composés ; il prit 16 lames égales d’acier, les aimanta à saturation et les superposant en nombres variables, il évalua la force du barreau complexe ainsi

formé en déterminant la force de torsion nécessaire pour écarter chaque faisceau de 30° du méridien magnétique. Il obtint les résultats suivants :

Nombre des lames 12 4 6 8 12 16

Angles de torsion 82° 125° 150° 172° 182° 205° 229°

On voit que la force directrice croît moins rapidement que le nombre des lames. Coulomb attribuait ce résultat à des influences réciproques des lames les unes sur les autres, influences qui auraient pour effet de diminuer la force magnétique des lames intérieures; il vérifia d’ailleurs qu’il y avait là une action permanente, car en séparant le faisceau, et opérant comme précédemment, il trouva que les angles de torsion nécessaires pour écarter chaque lame de 30° du méridien magnétique étaient respectivement, en allant du centre au milieu, de 48°, 36°, 35°, 33°, 34°, 38°, 35° et 31°. Il importe de remarquer qu’outre cette action qui subsistait, il y en avait une autre provenant de la superposition des lames, car la torsion de 229° lorsqu’elles étaient toutes réunies ne correspondait qu’à une torsion moyenne de 14°, 3 pour chaque lame, nombre inférieur à ceux obtenus pour les lames séparées.

Coulomb a obvié à cet inconvénient, dans une certaine mesure, en plaçant les lames à quelque distance les unes des autres, et en les prenant de longueurs inégales, celles du milieu étant les plus longues , ces lames, à leurs extrémités, étant enchâssées dans des pièces de fer doux constituant un épanouissement de la région polaire des lames.

M. Jamin,dans des recherches suivies, a infirmé un certain nombre des résultats de Coulomb : il a trouvé, par exemple, que les inégalités observées par Coulomb dans le magnétisme des lames provenant d’un faisceau magnétique démonté, n’existent pas quand les lames d’acier ont une composition et une trempe identiques. Il a reconnu que la force d’un faisceau est d’abord proportionnelle au nombre des lames, puis croît de moins en moins au delà d’un certain nombre et jusqu’à une limite au delà de laquelle il est inutile d’augmenter le nombre des lames.

M. Jamin, s’appuyant sur des recherches que nous ne pouvons développer ici, a construit des aimants dits feuilletés qui possèdent une grande intensité et qui sont fort employés maintenant : ils ont généralement la forme d’un fer à cheval (fig. 21) et se terminent par deux armatures en fer doux réunies par une longue bande d’acier aimanté, en dedans de laquelle on place d’autres bandes aimantées

MAGNÉTISME

qui s’appliquent sur la première et qui ont des longueurs telles qu’elles s’appuient par leurs extrémités sur l’armature de fer doux.

40. — Nous avons dit que Coulomb recommandait de terminer les faisceaux aimantés par des parties de fer doux, formant des armatures polaires. Nollet a employé des armatures de forme et de disposition un peu différentes terminées par des pièces parallèles ou pieds. Ces pieds pouvaient soutenir un même portant de fer doux auquel on accrochait les poids à supporter : il obtenait ainsi un accroissement remarquable : un faisceau artificiel ainsi armé pouvait soulever unpoidsi# fois plus considérable que celui que pouvait supporter un seul pôle.

Ajoutons, sans insister, que les aimants naturels, pour produire

Fig. 21.

Fig. 22.

des effets un peu considérables, doivent être armés d’une manière analogue.

Lorsqu’il s’agit d’étudier ou d’utiliser la force portative d’un aimant, on conçoit qu’il y a intérêt à faire servir les deux pôles : la forme en fer à cheval (fig. 22) convient alors parfaitement. Un portant en fer doux A C s’applique sur les extrémités ; il porte un crochet auquel on suspend un récipient dans lequel on met des poids. 11 y a, dans ce cas, une action assez complexe, dans laquelle le fer doux, après avoir été aimanté par influence, réagit à son tour sur l’aimant pour augmenter son influence. Aussi observe-t-on que, dans une certaine limite, la force portative croît avec le temps et que l’on peut augmenter progressivement le poids supporté. Mais

si, par une augmentation trop considérable, on a détaché le portant, on perd l’excès de force portative que l’on avait acquis.

C’est par suite d’actions et de réactions du même genre que l’on s’explique l’emploi des armatures que l’on adapte aux barreaux

Fig. 23.

aimantés rectilignes (fig. 23) : ces barreaux ns, ris’ sont réunis par couple, dans des boîtes, parallèlement, à une certaine distance et placés en sens contraire, et des morceaux de fer doux NS, NtS, viennent s’appliquer contre leurs extrémités. Comme dans le cas précédent, ces fers doux s’aimantent par influence et réagissent sur les barreaux.

Des corps divers placés dans des conditions très variées sont susceptibles de manifester des effets qui, tout d’abord, ne paraissent présenter aucune relation et que l’on peut assez facilement diviser en deux groupes; ces effets avaient été primitivement attribués à deux agents distincts, Y électricité et le galvanisme. Une étude plus complète, une analyse plus détaillée des phénomènes ont montré bue l’on pouvait admettre une cause commune à tous ces effets, cause à laquelle, sans rien spécifier quant à présent, nous conserverons le nom d 'électricité. Les corps qui sont soumis à cet agent dont la nature nous est d’ailleurs inconnue, peuvent être étudiés à deux états : soit lorsqu’ils sont parvenus à l’état d’équilibre électrique, soit pendant la période (qui peut se prolonger pendant fort longtemps) qui sépare deux états d’équilibre. L’étude du premier état devrait correspondre à ce que l’on appelle Y électricité statique , et celle du second à Yélectricité dynamique. Mais les phénomènes qui se rapportent à la période qui sépare deux états d’équilibre électrique ont été divisés en général : ceux qui se produisent pendant un temps très court ont été rattachés à l’électricité statique, et l’on a placé dans l’électricité dynamique seulement les faits qui se manifestent pendant une période plus ou moins longue et qui sont intéressants surtout par leur continuité. Nous adopterons cette division généralement acceptée qui ne présente aucun intérêt particulier, mais qui est sans inconvénient.