DES COMMUTATEURS
l’indique la figure 156, sur deux rangées. Soient, par exemple, les coupes E et F auxquelles aboutissent les extrémités du circuit extérieur ARB, tandis que par l’intermédiaire de conducteurs convenablement placés la coupe G communique avec l’un des pôles de la pile, le pôle + par exemple, tandis que les deux autres d et d! sont reliés par D au pôle — . On a, d’autre part, un système de deux tiges métalliques pouvant tourner respectivement autour des points E et F et reliées entre elles par une tige isolante qui est articulée à ses extrémités. Dans la position représentée en lignes pleines sur la figure, le courant va de A en B dans le circuit extérieur; mais en déplaçant les pièces mobiles, on peut les amener à occuper les
Fig. 158.
Fig. 159.
positions indiquées en lignes pointillées, de E en d et de F en C, et alors le courant va de B en A.
Des dispositions entièrement analogues peuvent être obtenues sans l’emploi du mercure, les communications s’établissant alors par le contact entre des pièces métalliques. C’est ainsi qu’agit le commutateur représenté par la figure 157 où les dispositions sont en tout semblables.
On obtient les mêmes résultats de diverses manières différentes; l’une des plus simples est la suivante : le commutateur de M. Bourseul est formé de quatre pièces métalliques A, B, G, D (fig. 158) séparées par des rainures : les pièces A et B sont reliées aux pôles de la pile, tandis que en G et D sont les extrémités du circuit extérieur. D’autre part, on a (fig. 159) une clef en ébonite, substance isolante, P, présentant à ses deux côtés, à la partie inférieure, des coins métalliques M, M' n’ayant entre eux aucune relation. En plaçant cette clef en diagonale, on établit la communication métallique entre les deux pièces voisines correspondantes, par exemple entre A, G
et entre B, D; ou bien entre A, B et G, D, ce qui reproduit exactement la première disposition.
La disposition de la figure reproduit évidemment, à la différence de la nature des contacts près, celle de la figure 157; il n’y a pas lieu d’insister.
239. — Deux autres commutateurs se rencontrent encore fréquemment : celui de Ruhmkorff et celui de Bertin.
Le commutateur de Ruhmkorff (fig. 160 et 161) est constitué par un cylindre isolant, en ivoire ou en ébonite : l’axe autour duquel il tourne est constitué matériellement par deux pièces métalliques qui pénètrent dans la substance isolante, mais sans se rencontrer; ces
Fig. 160 et 161. — Commutateur Ruhmkorff. (Ducretet.)
deux pièces sont portées par deux coussinets métalliques reliés à des bornes où l’on fait aboutir les pôles de la pile, par exemple.
Sur sa surface sont fixées deux pièces métalliques occupant chacune moins de la moitié de la périphérie : à l’aide de vis pénétrant normalement à la surface, chacune de ces pièces est reliée à l’une des portions de l’axe métallique. Enfin, deux frottoirs à ressort sont placés latéralement et forment le point de départ et le point d’arrivée du circuit extérieur.
Lorsque ces frottoirs sont en contact avec la partie isolante du commutateur, le courant ne peut passer; mais si, par une rotation de 1/4 de tour, les frottoirs sont mis en contact avec les pièces métalliques, le courant passe et, comme il est facile de s’en rendre compte, le sens du courant sera différent suivant que la rotation aura été effectuée dans l’un ou l’autre sens.
Le commutateur de Bertin (fig. 162) montre plus nettement que les appareils précédents le sens que possède le courant dans le circuit extérieur. Sur un disque circulaire en bois ou en ébonile
DES GALVANOMÈTRES.
sont fixées deux bandes de cuivre ; l’une o est disposée radialement et, au centre, est en communication avec un axe de rotation métallique qui est relié à une borne P ou l’on fait aboutir le pôle -f de la pile. La seconde bande ei est recourbée en forme de fer à cheval : sur la partie convexe, au sommet, se trouve un frottoir à ressort qui est relié au pôle — de la pile par la borne N. Enfin, de l’autre côté du commutateur se trouvent deux autres frottoirs à ressort r, r' dont l’intervalle est égal à la moitié de l’ouverture du fer à cheval : ces ressorts forment les extrémités du circuit extérieur. En tournant le disque, dont le mouvement est d’ailleurs limité par des taquets, on met en prise là bande radiale avec l’un des ressorts, tandis que l’autre ressort touche l’une des branches du fer à cheval :
Fig. 462. — Commutateur de Bertin. ( Ducretet .)
il est clair que le déplacement du commutateur change le sens du courant qui, à chaque position, est indiqué par une flèche tracée sur la bande radiale.
D’autres modèles encore peuvent être employés ; nous ne les décrirons pas, et nous nous bornerons à signaler, sans insister, le modèle que nous avons indiqué précédemment (137).
240. Galvanomètres. Multiplicateurs. — Nous avons indiqué (104) sur quel principe repose le galvanomètre ; nous pouvons maintenant décrire les appareils de formes variées que l’on peut faire rentrer dans la même catégorie.
Le multiplicateur de Schweigger (fig. 163) est un appareil primitif, grossier qui, cependant, peut servir dans quelques cas. Il consiste essentiellement en un cadre de bois sur lequel est enroulé un certain nombre de fois un fil de cuivre isolé dont les extrémités sont fixées à deux bornes auxquelles on vient faire aboutir le circuit qui est traversé par le courant dont il s’agit de reconnaître l’existence. A l’intérieur de ce cadre, une aiguille aimantée est placée surun pivot autour duquel elle peut tourner dans un plan horizontal.
Lorsque Y on veut se servir de cet appareil, on le place horizontalement et dans une direction telle que lorsque le circuit n’est pas fermé, la direction générale du cadre soit celle de l’aiguille aimantée. Lorsque l’on vient à fermer le circuit, s’il est traversé par un courant, l’aiguille est déviée : le sens dans lequel la déviation se produit permet de reconnaître, d’après la règle d’Ampère (104), le sens du courant même. Quand le courant cesse de passer, l’aiguille revient à sa position primitive.
Cet appareil ne permet de faire aucune mesure ; il n’est que très peu sensible ; on le rencontre cependant adjoint à un certain
Fig. 163.
nombre d’appareils où il sert uniquement à contrôler si le courant passe et le sens qu’il possède : c’est ainsi qu’on le trouve dans les anciens modèles de la table d’Ampère, dans un certain nombre d’appareils médicaux (piles à courant constant), dans les postes télégraphiques, etc.
241. Influence du nombre des tours dans le multiplicateur. — Le multiplicateur, tel que nous l’avons décrit, est un appareil peu sensible, c’est-à-dire que la déviation varie peu pour une variation assez notable du courant et que, plus spécialement, la déviation est faible même pour un courant énergique.
L’aiguille aimantée est soumise à deux actions opposées, celle de la terre qui tend à la ramener dans le plan du méridien magnétique, et celle du courant qui tend à la mettre en croix avec la direction des fils sur le cadre, direction qui coïncide avec celle du méridien magnétique : l’aiguille s’arrête lorsque les deux forces appliquées à chaque pôle et qui varient l’une et l’autre avec la position de l’aiguille se font équilibre sur ce corps astreint à tourner sur son pivot. On reconnaît aisément que la déviation, toutes choses
DES GALVANOMÈTRES.
égales d’ailleurs, sera d’autant plus grande que l’action de la terre sera moindre et que celle du courant sera plus forte. Il résulte de là que l’on peut employer deux procédés pour augmenter la sensibilité de l’appareil; l’un, en faisant croître l’action du courant, l’autre, en diminuant la force qui résulte du magnétisme de l’aiguille.
Pour un courant d’intensité donnée, l’action sur l’aiguille sera d’autant plus vive que le'fd fera un plus grand nombre de tours sur le cadre : il n’y a pas proportionnalité cependant, et les spires que l’on ajoute étant de plus en plus écartées de l’aiguille ont de moins en moins d’effet, si bien qu’à partir d’une certaine épaisseur les nouveaux fils que l’on pourrait ajouter ne produiraient plus qu’un effet insignifiant.
Mais la question ne se présente pas d’ailleurs d’une manière aussi simple, en général : l’augmentation du nombre des spires ne peut se faire, en effet, sans changer la valeur de l’intensité du courant; les nouvelles spires allongent le circuit, augmentent, par suite, sa résistance, ce qui diminue l’intensité du courant. L’effet de chaque spire diminue en conséquence, au fur et à mesure que leur nombre croît : l’action sur l’aiguille, qui est la résultante des forces émanées des diverses spires, correspond alors à un plus grand nombre de composantes, mais chacune d’elles a une valeur moindre. On ne peut donc prévoir à l’avance quel sera le résultat d’une augmentation du nombre des tours du fil conducteur sur le cadre et, dans chaque cas particulier, il faut déterminer les meilleures conditions par une discussion spéciale : les résultats sont différents suivant les conditions que l’on s’impose.
Une discussion sommaire montre que si la résistance du circuit en dehors du galvanomètre est très grande par rapport à la résistance de chaque spire, il y a intérêt à augmenter le nombre des spires : cette augmentation est, au contraire, sans utilité si la résistance extérieure a une très petite valeur i.
Cette règle, bien qu’approximative, fournit d’utiles indications et montre que si la source d’électricité est une pile hydroélectrique
1. Appelons E la force électromotrice qui agit dans le circuit, R la résistance totale du circuit en dehors du galvanomètre et r la résistance de chacun des tours (que nous supposons avoir la même longueur, ce qui n’est pas rigoureux). Si n est le nombre des tours et I l’intensité du courant, on a :
R -f nr
de grande résistance, si le circuit extérieur comprend des tissus animaux, etc., le galvanomètre devra comprendre le plus grand nombre de tours possible. Comme la résistance de chaque tour est petite par rapport à la résistance extérieure, il y a intérêt à employer des fds fins qui, pour un même nombre de spires, diminuent la distance à l’aiguille, ce qui augmente l’influence de chaque spire.
Dans le cas où la résistance extérieure est très faible, il n’y a aucun intérêt à augmenter le nombre des spires; dès lors il est bon de n’en conserver que très peu, en donnant au fil un assez fort diamètre. C’est le cas qui se présente, par exemple, lorsque la source
D’autre part, la force qui agit sur un pôle de l’aiguille aimantée est proportionnelle à l’intensité du courant : si l’on admet, ce qui n’est pas rigoureux, que tous les tours de spire ont la même action, l’action totale est proportionnelle au nombre des tours et peut se représenter par une expression de la forme
F = KnI
où K est une constante. On peut écrire cette valeur de F :
nKE
~~ R + nr
et sa valeur dépend de la fraction formes. On a ainsi :
-77— que l’on peut mettre sous diverses
R + nr ^ r
ou
nKE
' nr \
1 +tt)
nKE
Si R est assez grand pour que l’on puisse pratiquement négliger la frac-
ÏIV
lion — — , on voit qu’il vient approximativement
nKE
valeur qui croit avec n et qui est indépendante de r.
Si, au contraire, la résistance rest assez supérieure à R pour que l’on puisse
négliger l’expression —7- , il vient :
F - KK r
valeur indépendante de 91 et qui croît en raison inverse de r.
Bien que ces résultats ne soient qu’approximatifs, ils fournissent une indication générale sur les conditions dont on doit chercher à se rapprocher.
DES GALVANOMÈTRES.
d’électricité est une pile thermo-électrique qui, formée entièrement de métaux, aune très laible résistance.
242. De l’astaticité. — On peut, pour augmenter la déviation de l’aiguille, diminuer l’influence du magnétisme terrestre. Mais il ne suffirait pas pour cela d’employer une aiguille faiblement aimantée : la déviation est, en effet, indépendante de l’aimantation de l’aiguille, car Faction de la terre ainsi que celle du courant étant proportionnelles à l’aimantation de l’aiguille, le rapport de ces deux actions, rapport duquel dépend seulement la position de l’aiguille, est indépendant de cette aimantation.
Pour obtenir une augmentation d’effet, il faut évidemment diminuer l’influence terrestre, sans modifier en rien l’action du
Fis. m.
courant sur l’aimant. On peut atteindre ce résultat par deux méthodes différentes.
La première consiste à placer dans le voisinage de l’aiguille aimantée un aimant dont la forme, l’aimantation et la position soient tellement choisies que son action soit opposée à celle . de la terre ; l’aiguille ne sera soumise en fait qu’à la différence de ces deux actions, différence que l’on peut rendre aussi petite que l’on veut et dont on pourrait même changer le sens s’il paraissait nécessaire, de telle sorte que la direction de l’aiguille soit déterminée par le sens du barreau et non plus par l’action de la terre.
Une autre solution consiste dans l’emploi d’un système asiatique, qui consiste en deux aiguilles aimantées que l’on place parallèlement de manière que les pôles de noms opposés soient en regard (fig. 164) et qui sont reliées l’une à l’autre parune tige rigide. Un pareil système librement suspendu est soumis à l’action de deux
couples contraires et l’action est déterminée par le couple résultant qui est la différence entre les deux couples composants. Cette différence, et par suite l’action terrestre, peut être diminuée autant qu’on le veut : elle peut même être réduite à 0 si les deux aiguilles ont des moments magnétiques rigoureusement égaux, et dans ce cas le système est en état d’équilibre indifférent dans toutes les positions, il est astatique à proprement parler.
Si ce système était placé à l’intérieur du cadre galvanométrique, les diverses spires agiraient également sur les deux aiguilles, mais en sens contraire, puisque les aiguilles sont placées en opposition; l’action du circuit serait donc nulle sur le système qui serait également astatique par rapport au courant, et le galvanomètre ne pourrait point fonctionner.
Il n’en est plus de même si le système occupe une position dissymétrique par rapport au cadre, l’une des aiguilles étant seule à l’intérieur, par exemple, et l’autre à l’extérieur; ou bien si le lil constitue un circuit double, au centre de chacune des boucles duquel se trouve une des aiguilles (fig. 165).
Si l’on a un simple circuit, on reconnaît d’après la règle d’Ampère que, comme nous l’avons déjà dit (104), toutes les actions exercées sur l’aiguille intérieure sont concourantes. Sur l’aiguille extérieure, l’action du seul côté compris entre les deux aiguilles agit dans le même sens, tandis que les trois autres produisent un effet inverse. Mais l’action du fil intermédiaire est la plus énergique à cause de la moindre distance à laquelle il se trouve de l’aiguille, de telle sorte que l’effet final du courant est à peu près le même sur le système astatique qu’il serait sur une aiguille seule. On bénéficie donc, en tous cas, de la diminution de l’influence terrestre, diminution qui, nous l’avons dit, peut être aussi grande que l’on veut.
243. — Il importe de remarquer qu’il n’y a point avantage à rechercher l’identité absolue des deux aiguilles, identité qu’il serait d’ailleurs impossible d’obtenir et surtout de maintenir. L’appareil présenterait tous les inconvénients des instruments à équilibre indifférent : les aiguilles seraient déviées en croix avec le circuit quelque faible que fût l’intensité du courant, ce qui ne permettrait aucune comparaison, aucune mesure d’intensité; d’autre part, l’aiguille déviée ne tendrait point à revenir à sa position primitive quand le courant cesserait de passer, puisqu’elle ne serait soumise à aucune force (abstraction faite de la torsion du fil de suspension qui est toujours extrêmement faible).
Lorsqu’il y a deux circuits (fig. 165) formés par un même fil qui est
DES GALVANOMÈTRES.
enroulé en 8, et qu’une aiguille est placée au centre de chacune des boucles, les actions de chaque boucle sur l’aiguille correspondante sont concordantes; mais chaque boucle agit inversement sur F aiguille située dans l’autre, au moins pour la partie qui n’est pas commune; mais, comme précédemment, ces effets inverses ont peu d’importance à cause de la distance assez grande qui sépare les parties entre lesquelles ont lieu ces actions discordantes.
Ajoutons enfin qu’il y a des appareils que l’on doit absolument rapprocher des galvanomètres et dans lesquels la force directrice qui maintient l’aiguille à l’état d’équilibre et qui tend à l’y ramener quand elle en a été écartée n’est pas la force magnétique terrestre. Cette force peut être celle qui provient du voisinage d’un aimant assez puissant, dans le champ magnétique duquel se mouvra
l’aiguille soumise à l’action du courant. Ce peut être aussi, par exemple, l’action de la pesanteur.
Nous aurons à décrire des appareils basés sur ces divers principes.
Enfin, nous indiquerons également des appareils destinés à mesurer l’intensité des courants et qui sont basés sur les actions des courants, non sur des aimants, mais sur des circuits traversés également par un courant. A. cette classe d’appareils se rattachent les électrodynamomètres, les balances électriques, etc.
244. Description d’un galvanomètre de précision. — Un galvanomètre de précision présente, d’une manière générale, les éléments suivants : un cadre ou bobine entourée de fils conducteurs, un système astatique librement suspendu, une disposition propre à évaluer les déplacements de l’aiguille.
Le cadre est de forme rectangulaire(lig. 166), et est fait de bois ou d’ivoire : afin d’augmenter la grandeur des actions, il convient de diminuer autant que possible la distance qui sépare l’aiguille des
spires conductrices et par conséquent de réduire au minimum la cavité centrale dans laquelle se meut l’aiguille.
Le fil est un fil de cuivre recouvert de soie pour isoler les diverses spires les unes des autres ; il convient, pour les appareils de précision, d’employer de la soie blanche, car il a été reconnu que la soie verte dont on fait souvent usage contient des traces de fer dont l’influence n’est pas toujours négligeable. Suivant les usages auxquels le galvanomètre est destiné, le fil métallique est plus ou moins fin et fait un plus ou moins grand nombre de tours. Dans le cas où l’appareil doit servir comme galvanomètre différentiel, il doit y avoir deux fils distincts enroulés simultanément et, pour plus d’exactitude, il est bon qu’ils forment d’abord une
torsade que l’on enroule ensuite sur le cadre. Les extrémités du fil ou des fils viennent aboutir à des bornes fixées sur une plate-forme sur laquelle repose le cadre. Ces bornes présentent chacune deux trous munis de vis de pression : l’un des deux sert à recevoir les lils qui correspondent au circuit extérieur; les autres sont utilisés pour établir entre les bornes des communications directes à l’aide de fils métalliques servant, comme nous le dirons ci-après, soit à réunir les deux fils en série ou en quantité, soit à les mettre en opposition, soit encore à établir un shunt, c’est-à-dire à mettre le galvanomètre en dérivation.
Les aiguilles sont en général fort légères et réunies l’une à l’autre par une tige d’un poids très faible, en aluminium, par exemple, qui passe à travers la paroi supérieure du cadre et dans un espace libre
Fig. 166. — Galvanomètre.
GALVANOMÈTRES.
réservé entre des spires du fil conducteur, de telle sorte que l’une des aiguilles soit dans l’intérieur du cadre et l’autre au-dessus.
Cette dernière aiguille se meut parallèlement à une plaque horizontale fixée au-dessus du cadre et portant une division en 360 degrés devant lesquels passe l’iine des pointes de l’aiguille ou un index léger qui s’y trouve fixé. Le cercle gradué est généralement constitué par un disque assez épais en cuivre rouge qui a l’avantage, comme nous l’avons indiqué, de diminuer assez rapidement l’amplitude des oscillations de l’aiguille aimantée.
Quelquefois, au lieu d’une aiguille, on emploie, tant à l’intérieur du cadre qu’à l’extérieur, des séries de petites aiguilles aimantées placées parallèlement et montées dans un cadre rigide en aluminium S (fig. 167). Ce cadre peut alors porter un index qui se meut sur un arc gradué placé latéralement.
Lorsque les déviations à observer sont faibles, au lieu de les lire directement sur le cercle gradué, on peut disposer sur une tige rigide placée au-dessus de l’aiguille supérieure un petit miroir M qui sert comme nous l’avons indiqué précédemment (222).
Le système des aiguilles est supporté par un fil sans torsion qui, d’autre part, est fixé à un crochet porté par une potence qui repose sur le pied de l’appareil. Le crochet peut être élevé ou abaissé par l’action d’une vis R : lorsque le galvanomètre ne doit pas servir, on descend le crochet de manière que l’aiguille supérieure repose sur le disque gradué. On relève lavis de manière à donner toute mobilité au système des aiguilles, au moment de faire usage de l’appareil.
Quelquefois le fil est fixé par ses deux extrémités au crochet supérieur et forme une anse F à laquelle est suspendu le système des aiguilles : l’action produite participe alors du système bifilaire et tend à ramener l’aiguille plus promptement que s’il n’y avait qu’une simple torsion.
Ajoutons que l’appareil repose sur un trépied muni de vis calantes, de manière à ramener le cadre à l’horizontalité, ce dont on est assuré en ce que la tige qui réunit les deux aiguilles doit se trouver exactement au centre de l’ouverture circulaire pratiquée dans le cercle gradué.
Enfin, le cadre n’est pas fixé à demeure sur ce trépied et il peut tourner autour de son axe vertical ; souvent le mouvement est obtenu à l’aide d’une crémaillère circulaire avec laquelle engrène un pignon denté mû à l’aide d’un bouton. On peut alors orienter le cadre dans le plan du méridien magnétique et le fixer dans cette position en serrant une vis de pression A.
Dans certains cas, il peut être utile de donner au cadre une direction autre que celle du méridien magnétique : on peut y arriver en plaçant dans le voisinage du galvanomètre, au-dessous, le plus souvent, un barreau aimanté rectiligne dont l’action est plus énergique que celle de la terre et fixe la position des aiguilles ; si ce barreau est un peu éloigné de celles-ci, l’astaticité n’est pas détruite.
245. Galvanomètre différentiel. — L’emploi des deux fils que nous avons signalés dans le galvanomètre permet, diverses combinaisons qui ont leur utilité dans plusieurs cas.
Ces deux fils peuvent être employés différentiellement : c’est-à-
Tü
Fig1. 167. — Galvanomètre différentiel. ( Ducretet .)
dire que l’on peut comparer deux courants en les faisant circuler un dans chaque fil, mais en sens contraires. Si les fils sont bien identiques et les courants égaux, leurs actions se détruisent et les aiguilles restent immobiles. Réciproquement, l’immobilité de l’aiguille indiquera l’égalité des deux courants, si l’on s’est assuré de l’identité des deux circuits. On peut d’ailleurs faire cette vérification facilement : si, par exemple, un courant I passant dans le fil A a été équilibré par un courant I' passant dans le fil B, on fait une seconde opération inverse (méthode du retournement), c’est-à-dire que l’on fait passer le courant I' dans le fil A et le courant I dans le fil
GALVANOMÈTRES.
B. Si l’équilibre subsiste, on peut être assuré que les courants sont égaux et que les fils agissent de la même façon sur les aiguilles.
On peut d’ailleurs s’assurer une fois pour toutes de cette identité d’action des fils, par une expérience analogue à celle que nous venons d’indiquer; il sera alors inutile, lors des autres mesures, de pratiquer le retournement.
Si l’action des deux fils a été vérifiée identique à l’avance et si, par le passage des deux courants comme il a été dit plus haut, l’aiguille' se dévie dans un sens ou dans l’autre, c’est que les intensités des deux courants sont inégales, et le sens de la déviation permet de savoir quel est le courant le plus intense.
Le galvanomètre peut ne pas être employé différenticllement, mais de manière à mesurer l’intensité d’un seul courant. On peut alors opérer de diverses façons :
1° Faire passer le courant à travers un seul fil.
2° Faire passer le courant à travers les deux fils réunis en tension, c’est-à-dire mis à la suite de manière à constituer un circuit unique ayant une longueur double de celle que présente un seul fil. Il faut bien entendu que le courant traverse les deux fils dans le même sens; généralement les bornes portent des lettres : A et A' correspondent à l’un des fils, B et B' à l’autre. Pour réunir les fils en série, on met l’extrémité de l’un des fils du circuit extérieur à la borne A tandis que l’autre est fixé à la borne B' ; puis à l’aide d’un morceau de fil métallique, on réunit directement les bornes A; et B.
3° Les deux fils peuvent être réunis en quantité, c’est-à-dire que le courant les traverse à la fois dans le même sens : pour arriver à ce résultat, on réunit par des fils métalliques les bornes A et B d’une part, et les bornes A' et B' de l’autre, puis on fait aboutir les extrémités du circuit extérieur, l’une en A ou B, l’autre en A' ou B'.
Si n est le nombre des spires, r la résistance moyenne de chacune d’elles, on voit que ces dispositions correspondent :
1° A utiliser aspires de résistance r, soit une résistance totale nr.
2° A utiliser 2w spires dont la résistance totale sera 2wr.
3° A utiliser n spires constituées chacune par les deux fils supposés réunis et dont l’ensemble a une résistance moitié moindre que chacun d’eux : il y aura donc n spires et la résistance totale nr
sera — .
Dans chaque cas particulier, on devra discuter ou essayer directement quelle est la combinaison la plus avantageuse.
Les galvanomètres présentent quelquefois quatre fils distincts
enroulés séparément, qui donnent la possibilité d’adopter des combinaisons variées analogues à celles que nous venons d’indiquer pour le cas de deux fils seulement.
Les fils employés dans les galvanomètres ont des diamètres variables suivant l’usage auquel l’appareil est destiné : tantôt il est de 0,7 millimètre, par exemple, et alors la longueur totale du fil ne dépasse pas 3 à 4 mètres; tantôt au contraire le fil est fin, 0,16 millimètre de diamètre, et alors il faut un très grand nombre de tours sur le cadre, 10000, 20000 et même 40000. Nous avons déjà indiqué (241) quels sont les cas dans lesquels il convient de choisir l’un ou l’autre modèle.
246. Magnétomètre de Weber. — Dans le magnétomètrede Weber, les déviations sont toujours fort petites, ce qui permet d’admettre qu’elles sont proportionnelles à l’intensité du courant; afin de pouvoir les apprécier, on emploie un miroir mobile avec l’aiguille.
La bobine (fig. 168) est constituée par deux ou trois fils égaux généralement, enroulés sur une bobine à section elliptique et formée par un cylindre creux de cuivre rouge qui, comme nous l’avons dit, a pour effet d’amortir très rapidement les oscillations. Le barreau aimanté est un barreau d’acier cylindrique de 1 centimètre de diamètre environ : il est porté par un étrier suspendu à un cadre rectangulaire au milieu duquel passe la partie supérieure de la bobine; ce cadre soutient un petit miroir vertical placé au dessus de celle-ci et qui participe à tous les mouvements du barreau. Il est soutenu enfin par un fil de soie qui, à son extrémité opposée, va s’enrouler sur un petit treuil qui 'repose à la partie supérieure d’un long tube de verre s’élevant verticalement au-dessus delà bobine. Tout l’appareil est porté sur un trépied à vis calantes dont un niveau à bulle d’air permet de vérifier l’horizontalité. La bobine peut d’ailleurs tourner avec le tube et le barreau autour d’un axe vertical, de manière à amener le barreau dans la direction du méridien magnétique.
Le miroir sert, comme nous l’avons déjà expliqué, à mesurer les petites déviations, grâce à l’emploi d’un viseur (règle divisée et lunette).
247. Galvanomètre a indications proportionnelles. — Dans le galvanomètre,ou le multiplicateur, il n’y a pas de relation simple entre la déviation observée et l’intensité du courant qui traverse le fil; comme nous l’avons sommairement indiqué(l 05), on peut par comparaison arriver à former un tableau numérique ou une courbe permettant d’avoir l’intensité du courant lorsque l’on aura déterminé la déviation.
MAGNÉTOMÈTRES.
Si les déviations sont très petites et ne dépassent pas 4 à 5°, on pourra admettre la proportionnalité, au moins approximativement.
On a cherché à réaliser cette proportionnalité, ou du moins à s’en approcher davantage, par diverses dispositions se rapportant au galvanomètre ordinaire : nous en indiquerons deux seulement.
Fig. 168. — Magnctomètre de Weber. ( Ducretet .)
M. Gostynski, reprenant une idée de Peltier, a employé deux systèmes astatiques de même sens, croisés à 45° et réunis invariablement l’un à l’autre. Lorsque le galvanomètre est au zéro, l’un des systèmes doit être parallèle au cadre du galvanomètre et le sens du courant dans le circuit doit avoir pour effet de rapprocher de ce cadre le second système astatique qui, par suite, a une inten-
sité moindre que le premier. Dans ces conditions, la proportionnalité serait vérifiée, paraît-il, même pour de grands angles.
M. Gaiffe a cherché à résoudre la même question d’une manière différente : c’est en donnant au cadre une forme particulière qu’il 1 est arrivé au résultat. Une courbe elliptique Jui aurait donné la proportionnalité jusqu’à 35°; il aurait même pu, parait-il, arriver jusqu’à 75° dans des conditions analogues en employant une autre courbe qu’il n’a pas encore fait connaître.
248. Boussole des tangentes. — L’aiguille d’un galvanomètre est soumise à deuxforces (à chaque pôle). L’action de la terre est déter-
Fig. îcy. — Boussole des tangentes. ( Ducretet .
minée par une loi simple, elle varie proportionnellement au sinus de l’angle de déviation. Si l’action du cadre galvanométrique était déterminée simplement aussi, on pourrait trouver une relation entre la déviation et l’intensité du courant; mais c’est ce qui n’a pas lieu ordinairement, avec les cadres à peu près rectangulaires et les aiguilles assez longues qu’ils contiennent.
On sait, en effet, que l’action d’un élément de courant sur un pôle est une force proportionnelle à l’intensité du courant, inversement proportionnelle au carré de la distance et dirigée perpendiculairement au plan qui contient' le pôle et l’élément de courant (174). On conçoit que, pour un cadre de forme quelconque et un pôle situé
