Du role des écrans magnétiques en mouvement dans les phénomènes d induction G. Lippmann To cite this version: G. Lippmann. Du role des écrans magnétiques en mouvement dans les phénomènes d induction. J. Phys. Theor. Appl., 1879, 8 (1), pp.158-161. <10.1051/jphystap:018790080015801>. <jpa- 00237496> HAL Id: jpa-00237496 https://hal.archives-ouvertes.fr/jpa-00237496 Submitted on 1 Jan 1879 HAL is a multi-disciplinary open access archive for the deposit and dissemination of scientific research documents, whether they are published or not. The documents may come from teaching and research institutions in France or abroad, or from public or private research centers. L archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est destinée au dépôt et à la diffusion de documents scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, émanant des établissements d enseignement et de recherche français ou étrangers, des laboratoires publics ou privés.
I58 Avec des dissolutions étendues l absorption entre 17 et 22. est surtout sensible Le lanthane ne donne qu une bande d absorption, mal définie, entre 17 et 22. Le chlorure de cériuin, à 50éq d eau, ne donne pas de bandes ; il absorbe toutes les radiations au delà de 12; mais, lorsqu il est plus étendu, il produit une large bande entre r7 et 22, et deux autres plus étroites tombant sur les raies 25 et 27 du cadmium (1). Le chlorure et le sulfate de cérium possèdent une belle fluorescence violette qui n est excitée que par les radiations ultra-violettes extrêmes ; la lumière solaire ne la produit pas. La thorine, la glucine, l alumine, la zircone, le fer, donnent lieu à des spectres continus ; leur transparence diminue d une manière graduelle à mesure que la réfrangibilité augmente ; ils interceptent les rayons ultra-violets extrêmes. Le sesquichlorure de chrome (vert) présente trois bandes de transparence, l une dans le rouge, la seconde dans le vert, la troisième dans l ultra-violet, sur la raie 11 du cadmium, qui est aussi facilement transmise que les rayons verts. DU ROLE DES ÉCRANS MAGNÉTIQUES EN MOUVEMENT DANS LES PHÉNOMÈNES D INDUCTION; PAR M. G. LIPPMANN. 1. On sait que le fer et même l acier jouissent de la propriété de former écran magnétique. Ainsi, une aiguille aimantée que l on entoure d une enceinte de fer doux se trouve protégée contre l action directrice soit de la Terre, soit d aimants extérieurs que l on approcherait de l enceinte. Pourtant ces actions magnétiques extérieures ne sont ni interceptées ni déviées par le fer doux; elles sont seulement équilibrées par l action qui émane du (1) Il est remarquable que tous les métaux de l yttria et de la cérite donnent lieu à une bande d absorption située dans la même position entre 16 et 22. Toutefois, la généralité de ce fait ne saurait être admise d une manière absolue avant d être vérifiée sur des produits absolument purs. Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphystap:018790080015801
I59 fer doux, lequel s aimante par influence, de façon à compenser les actions extérieures par sa propre action, qu elle leur superpose. Les effets statiques du magnétisme (direction d une aiguille, aimantation) sont propres seulement à montrer la différence des deux systèmes de forces qui agissent simultanément en sens contraires. Pour mettre en évidence l existence indépendante des deux systèmes de forces magnétiques, il suffit de faire produire à l un d eux un phénomène d induction, à l aide d un mouvement relatif auquel l autre système de forces magnétiques ne participe pas. Grâce au concours obligeant de M. A. Breguet, l expérience a pu être faite avec un appareil très-puissant. Une machine de Gramme à lumière fut transformée de la manière suivante. Le fil de la bobine tournante, qui dans la machine de Gramme est fermé sur lui-même, fut coupé, et les deux bouts, ramenés sur l axe de rotation, d un même côté de la bobine tournante, furent mis, à l aide de contacts frottants, en communication continue avec les bornes d un galvanomètre multiplicateur non astatique. D autre part, la distribution du magnétisme fut établie comme il suit : un courant constant auxiliaire, assez intense pour produire au besoin une belle lumière électrique, fut envoyé dans l électro-aimant de l appareil, de façon à faire naître tout le long de l armature circulaire qui enveloppe extérieurement la bobine tournante un pôle magnétique de même nom A, tandis que le pôle contraire B se trouvait rejeté par influence au milieu de l axe de rotation, au centre même de la bobine tournante. Cette bobine reçut d une machine à vapeur une vitesse de rotation de plus de 1o0o tours par minute ; le galvanomètre fut observé en même temps. Le galvanomètre n accusa que des déviations nulles ou insignifiantes. Ce résultat très-simple conduit à une conclusion rigoureuse : c est que les actions magnétiques se transmettent à travers le fer doux et qu elles se transmettent intégralemeizt, c est-à-dire sans être en rien modifiées par l interposition du fer doux. En effet, considérons les actions inductrices qui s exercent sur le circuit mobile. Le pôle B et le pôle auxiliaire produits par influence dans l anneau de fer de la bobine ne tendent pas à produire de courant dans le fil, puisqu ils sont immobiles par rapport au fil. L action inductrice provient donc tout entière du pôle fixe A. Cette action inductrice s exerce sur toute l étendue du circuit
I60 mobile, c est-à-dire, d une part, sur tous les brins de ce fil qui sont extérieurs à l anneau de fer doux et qui sont soumis à l action indirecte de A sans interposition de fer doux, d autre part sur tous les brins de fils intérieurs à l anneau et protégés par lui. Les actions sur les brins extérieurs sont toutes de même sens; les forces électromotrices correspondantes ont une somme positive qui tend à produire un courant dans le circuit; les actions sur les brins intérieurs ont une somme précisément égale et de sens contraire à la première, puisque l expérience montre qu il n y a pas de courant. D autre part, si l on supprimait l anneau de fer, il en serait exactement de même. On sait que l action d un aimant est nulle sur un circuit qui a l axe de rotation pour axe magnétique qui a ses extrémités sur cet axe d un même côté du pôle. Ainsi, quand le fer doux existe, la force électromotrice d induction qui s exerce sur les brins de fil intérieurs est encore précisément égale et de sens contraire à celle qui a lieu sur le reste du circuit; elle n est donc pas modifiée par l interposition du fer doux. les effets ma- II. Cette perméabilité complète du fer doux pour gnétiques conduit aux conséquences suivantes : 1 une machine magnéto-électrique à courant continu, formée d aimants, de fer doux et d un fil de cuivre, ne peut pas fonctionner sans contacts frottants; 2 la force électromotrice d une machine à contacts frottants dépend uniquement de la position de ces contacts, et non de la longueur ni de la forme du fil qui les joint. En effet, puisque les effets d induction un produits par aimant ne sont pas modifiés par l interposition d autres masses magnétiques, l induction produite par un système formé d aimants et de fer doux est égale à la somme des actions dues aux divers points des systèmes considérés séparément. Il résulte de là que, si la portion de fil qui est mobile par rapport aux masses magnétiques constitue une courbe fermée, il ne peut s y produire de courant continu. Pour le démontrer sans avoir recours à une formule analytique, représentons, comme l a fait Faraday, l intensité de chaque point magnétique par le nombre de lignes de force qui en émanent. Ces lignes sont des lignes fei-mées; elles traversent le fer aussi bien que l air, pour venir se refermer sur le point qui leur donne naissance et dont elles restent solidaires : c est le fait qui a été
démontré plus haut par l expérience. Considérons l une de ces lignes de force en particulier. Si elle vient couper le circuit mobile, elle y produira un courant d induction qui circule dans un sens déterminé. Si le circuit mobile constitue, lui aussi, une ligne fermée, ou bien les deux lignes fermées resteront engagées l une dans l autre, ou bien, si elles se dégagent, c est en se coupant de nouveau. Dans ce cas, il se produit un courant inverse du premier et qui l annule si l on prend la somme algébrique des quantités d électricité qui I6I circulent dans un sens déterminé. Cette somme à la variation du nombre des sont contenues dans l intérieur du circuit. Elle algébrique est donc proportionnelle lignes de force qui est donc finie, car le nombre des lignes de force représente l intensité du champ magnétique, laquelle est finie. On ne peut donc obtenir de courant continu en quantité indéfinie que si la portion induite du circuit constitue une ligne non fermée; on est donc forcé de la relier au reste du circuit par deux contacts frottants. La force électromotrice induite dans une machine à courant continu ne dépend que de la position des frotteurs. Soit E cette force électromotrice. Relions les extrémités du fil induit par un fil complémentaire qui en soit solidaire et qui en fasse un circuit fermé. En appelant E la force électromotrice induite dans le fil complémentaire, on a E + E = 0, puisque le circuit est fermé. On a donc constamment E = - E, quelle que soit la forme du fil induit. Pour la même raison, E ne dépend pas de la forme du fil complémentaire. On ne peut donc multiplier la force électromotrice d une machine à courant constant, telle que celles qui ont été construites par Faraday et M. Le Roux, qu en multipliant le nombre des fils induits et des couples de frotteurs. Pour obtenir de grandes tensions en augmentant la longueur du fil induit, il faut avoir recours à des machines à courant alternatif, avec ou sans commutateur redresseur. Les machines de Clarke, de Siemens, et notamment la machine de Gramme, sont des machines à courant alternatif et à commutateur redresseur. La force électromotrice d induction change de signe dans le fil induit à chaque - demi-révolution ; par le j eu du commutateur, le courant recueilli à l extérieur est de direction constante.