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Expériences relatives aux courants induits par les décharges électriques

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Academic year: 2021

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(1)

HAL Id: jpa-00236769

https://hal.archives-ouvertes.fr/jpa-00236769

Submitted on 1 Jan 1872

HAL

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Expériences relatives aux courants induits par les décharges électriques

Chautard

To cite this version:

Chautard. Expériences relatives aux courants induits par les décharges électriques. J. Phys. Theor.

Appl., 1872, 1 (1), pp.162-171. �10.1051/jphystap:018720010016201�. �jpa-00236769�

(2)

ajouterons

que, avec M. H. Sainte-Claire

Deville,

l~I. Vicaire et la

plupart

des

physiciens français,

nous sommes

porté

à penser que la

température

du Soleil est

comparable

à celle de nos flammes et

n’atteint pas le chiure énorme de

plusieurs

millions de

degrés;

mais nous devons reconnaître

qu’il

n’existe aucune

expérience

dé-

cisive

qui

permette de se prononcer

catégoriquement

sur ce

sujet.

EXPÉRIENCES RELATIVES AUX COURANTS INDUITS PAR LES DÉCHARGES

ÉLECTRIQUES;

PAR M. CHAUTARD.

Les divers effets que

produisent

les courants d’induction dus à l’action des

décharges

des condensateurs ne m’ont pas paru

égale-

ment aptes à être constatés dans un cours. Celui

qui

m’a le mieux

réussi,

c’est l’111Lin11llat10I1 soudaine d’un tube de Geissler par la

décharge induite,

au monlent

jaillit

l’étincelle de la

jarre

induc-

trice. La contraction du corps d’une

grenouille

ou bien la faible

étincelle

qui apparaît

entre les

pointes

d’un

petit

excitateur offre des résultats certainement

très-nets,

mais bien moins apparents toutefois que le

jet

de lumière au sein du tube vide.

En

produisant

l’induction à l’ aide d’une machine

électrique

de

Holtz munie de ses

condensateurs,

on peut rendre le

phénomène

continu et lui donner alors un éclat bien

supérieur

à celui

qu’on

obtient par la

simple décharge

d’une bouteille de

Leyde.

Enfin,

en

employant

un nombre suffisant de

spirales,

on obtient

des courants d’ordres

supérieurs,

dont l’existence peut être fort aisé-

ment et simultanément démontrée par le méme

procédé.

Ces divers

points établis,

il en est un autre encore

qu’il

n’est pas

moins

important

d’examiner et

qui

demande une démonstration non

équivoque. Quelle

est la nature du mouvement

électrique qui

con-

stitue la

décharge

induite Est-ce un mouvement

unique, analogue

à celui de la

décharge

inductrice elle-même ? Est-ce

plutôt

la succes-

sion de deux

décharges

induites de direction

opposée

Les soupapes

électriques

m’ont paru le meilleur moyen de pro-

céder,

dans un cours, à

l’analyse

des courants induits par la dé-

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphystap:018720010016201

(3)

163

charge

et

j’ai

cru devoir

employer

pour cela des tubes cloisonnés

de Iloltz. Je sais bien que l’ellèt de ces tubes n’est pas

interprété

de la même manière par tous les

physiciens :

M. Riess leur refuse le rôle de soupapes; la netteté de mes résultats

semble,

au

contraire,

devoir leur faire attribuer des

propriétés

de ce genre.

Je mets l’une des

spirales

en rapport avec la machine de Holtz

ou celle de

Carré, garnie

ou non de

condensateurs,

par l’intermé- diaire d’un excitateur permettant de

régler

la

longueur

de l’étin-

celle. L’autre

spirale

voisine est reliée à un double tube cloisonné.

Selon le

degré

de tension de la

décharge,

on voit l’illumination des tubes se

produire,

soit d’un

côté,

soit de l’autre. Au moment ou le

changement

de sens du courant induit se

manifeste,

les deux tubes

sont sillonnés simultanément par une lueur

qui

s’accroît ou s’affai-

blit d’un côté ou de

l’autre,

selon que l’un des courants est

supé-

rieur ou inférieur en intensité à son

congénère.

Les mêmes

phénomènes

peuvent être obtenus avec les courants induits du second et du troisième

ordre;

le sens du circuit dans les

deux tubes est I1l.odifié soit par la tension de la

décharge primitive,

soit par la distance des

plateaux.

Je n’ai pas

poursuivi l’expérience

au delà du troisième

ordre,

mais il est

probable

que rien ne

s’op- poserait

à la manifestation des mêmes résultats pour les courants d’ordres

supérieurs.

J’ai constaté enfin que,

lorsqu’une

seule des

extrémités de la

spirale

induite était en relation avec le tube de

Holtz,

les deux branches conservaient la même illumination.

De ces-diverses

expériences

on peut conclure :

i °

Que

les deux courants, inverse et

direct,

obtenus au moment

d’une

décharge,

sont

généralement inégaux;

le

plus

fort

l’emporte

et détermine l’illumination du tube

correspondant

sans que l’on

puisse

trop

spécifier

la loi

qui préside à

cette

direction;

Que

dans le cas les courants sont

égaux,

l’extinction des tubes n’a pas

lieu,

mais au contraire une illuanimation soudaine des deux branches se

produit,

attestant ainsi que les courants ne sont

pas simultanés et

qu’ils

se succèdent à des

intervalles,

très-courts

sans

doute,

mais assez

appréciables

pour ne pas entraîner leur des- truction.

(4)

164

MULLER. - Ueber die Fortpflanzung des Lielites (Sur la propagation de la lumière) ;

Al1nales de Pobâ enrlorf,f ; CXV, SG ; ~ 1872.

On s’accorde

généralement

à admettre que la vitesse de propaga- tion de la lumière cst

indépendante

de la force vive des vibrations

lumineuses ;

et il est

certain,

par l’ensemble des

phénomènes opti-

ques connus, que cette

indépendance

doit être

admise, quand

on se

borne à une

première approximation.

Le travail actuel a pour

objet

de fixer les limites entre

lcsclucllcs

une telle

approximation

est

légitime.

La

petitesse

des variations

qu’il s’agit

de mesurer

exige l’emploi

de méthodes d’unc sensibilité extrême : l’auteur a choisi la méthode du

déplacement

des

franges

d’interférence ou de dif- fraction.

PREMIERE MÉTHODE. -

jDe/7~Ce/7ZC/Z~ (Yc~/YY~~~ ~ t/Z~7’/~/~7ZCe

~:noclicites

avec

grande différence

de mL~i’c7ie. - Un milieu d’é-

paisscur

D et d’indice ii, terminé par deux faces

parallèles,

fournit

des interférences par la réflexion normale de la lumière

parallèle

sur ses deux faces. La différence de

pllasc

cp des rayons intcrf crents est, en

négligeant

la perte (e 2 par 2 la réflexion à la

première

sur-

face,

Si 1, i icnt à varier cl’unc

quantité 6~

om a

Les ;aleurs

positives

de

dcp correspondent

à un

déplacement

des

~

franges

dans le sens les

déplacerait

une diminution

d’épaisseur

du milieux.

Il est à remarquer

qu’une

variation dc 7l n’entraîne une variation

correspondante

de la vitcssc de

propagation

V que si l’on suppose la durée r des vibrations invariable ou la source de lumière con-

stante. Dans cette

hypothèse,

la relation

(5)

165

jointe

à la

précédente,

donne

et par

conséquent

une variation déterminée de V

produit

une varia-

tion de q et un

déplacement

des

franges

d’autant

plus grand

que y

sera lui-même

plus grand

en valeur absolue. De là résulte la néces- sité d’observer les

franges

avec la

plus grande

différence de marche.

possible.

L’auteur

estiqic

que, dans ses

recherches,

on

pouvait

ap-

précier

une variation de la

longueur

d’onde ne

dépassant pas 2

i o’

À,

ce

qui correspond

à un

changement

de 600 mètres au

plus

dans la

,

valeur absolue de la vitesse.

Le

phénomène

d’interférences choisi par l’auteur est celui des

anneaux de

Newton, produits

avec une différence de marche

qui

a

du rester

comprise

entre 10000 et a3 ooo ondulations. On obtient

une lumière

parfaitement homogène

au moyen d’une vapeur ou d’un gaz

incandescent,

à la condition d’en former un spectre réel et

très-pur,

et de faire coïncider la raie brillante

employée

avec la

fente étroite d’un écran

qui

arrête toutes les autres radiations. On

dirige

la lumière de la fente sur

l’appareil

d’interférences. La

glace plane

et la lentille dont celui-ci est formé sont établies une fois pour

toutes à la distance

convenable,

au moyen d’une sorte de niveau à mercure; et

l’oeil, placé

de manière à recevoir

l’image réfléchie, aperçoit

un

champ

d’interférence

complétement

imnobile.

Pour mieux s’assurer de la nécessité de

n’employer qu’une

source

constante, l’auteur s’est d’abord

préoccupé

d’examiner l’influence d’un

changement

de la masse de la vapeur ou du gaz incandescents.

On

produisait

un tel

changement

en

enfonçant plus

ou moins dans

la flamme invisible d’un brûleur de Bunsen une

perle

de la sub-

stance

employée (sodium, litliium, thallium).

On a ainsi obtenu ut

déplacement

des

franges, qui

a atteint la totalité de la distance de deux

franges

sombres consécutives. Mais si l’on

emploie

une

plus grande

masse de vapeurs, la

plus grande possible,

et

qu’on

ramène

l’intensité à ce

qu’elle

était

précédemment,

au moyen d’un verre

absorbant,

le

déplacement

des

franges

est réduit

au go

de la distance

de deux

franges.

Le

phénomène

observé tout d’abord tient donc sur-

tout à un

changement

de la

période

de

vibration,

non à un

change-

ment de la vitesse de la lumière.

(6)

On

comprend

d’aillcurs

pourquoi

il en est ainsi : cn

elfct,

on sait

déjà

que, par

l’augmentation

de la masse des vapeurs incandes- centes, les

lignes spectrales

s’étalent. Le

changement

de

réfrangibi-

lité moyen observé tient à une

dissymétrie

dans l’extension de la raie

qui s’étale,

surtout du côté le moins

réfrangible.

Ce fait a été

observé directement par Zôllner au

moyen

du spectroscope à ré-

version.

Il n’en est pas de même pour lcs

expériences suivantes,

la

masse incandescente est demeurée invariable. Dans unc

première série,

exécutée avec la lumière du

sodium,

on a fait varier l’111tC11- sité au moyen de verres absorbants. Mais comme on

pourrait

crain-

dre que le

déplaccment

des

franges produit

par

l’absorption

fut lié à

une

dissymétrie

dans le

pouvoir

absorbant du verre pour la lumière de la raie

employées,

on a institué une seconde série de recherches

av ec la lumière de

l’hydrogène

d’un tube de

Geissler,

traversé par l’étincelle d’une bobine de Rull111kor0152. Une

dérivation,

établie sur

le fil de la bobine

inductrice,

coiiteiiaiu un

rhéostat,

au moyen du-

quel

on

pouvait

faire varier l’intensité de la lumière dans le rapport de i il

3 ;

et l’on a observé le même

déplacement

des

franges quand

on réduisait

l’intensité,

soit au moyen du

rhéostat,

soit à l’aide

d’un verre absorbant. A moins d’admettre la

plus étrange

coinci-

dence entrc l’action d’un

c~lallbel11C11t

de

température

et d’une ab-

sorption

sur la

réfrangibilité

moyenne des deux raies de

l’hydro- gène,

on nc peut se refuser à admettre dans ces

expériences

une

variation de la vitesse de la

lumière, produite

par une variation d’in- tensité.

Le tableau

suivant,

où la différence de

phase

est

exprimée

en

nombres d’ondulations et le

déplacement

des

franges

en fraction de

la distance de deux

franges consécutives,

résume toutes ces

expé-

riences. ,

(7)

167 SECONDE MÉTHODE. -

Déj~lacernent

des lninÙnUln de seconde

classe de

Frallenhofer. - Quand

un écran

percé

dc~ deux fentes

parallèles

est éclairé par un faisceau de lumière

normale,

on ob-

serve des

franges

de diffraction. L’intensité

lumineuse,

dans une

direction

déterminée,

est

susceptible

de

plusieurs

sortes de mini-

mum,

parmi lesquels

ceux que Frauenhofer a nommés lninÙnum de seconde classe

produisent

seuls des

franges

assez nettes pour pou- voir être observées. La

position

de ces

franges dépend

essentielle-

ment de la différence de

phase

moyenne des faisceaux issus des deux

fentes,

dans la direction que l’on considère. Si l’on modifie la

phase

de l’un des

faisceaux,

le

changement

d’intensité correspon-

dant, produit

dans cette

direction,

se confondra par son apparence

avec un

déplacement

des

franges

vers le faisceau en

retard,

et lc

nombre des

ranges déplacées

mesurera le nombre d’ondulations de la différence de

phase

introduite . Les

expériences qui

suivent sont

fondées sur cette observation.

Il est à remarquer que la méthode actuelle ne permet pas d’alté-

rer

l’égalité

d’intensité des faisceaux interférents. Le

procédé

em-

ployé

pour

produire

une différence de

phase

dans ces conditions est

extrêmement

ingénieux.

Il consiste à affaiblir les deux faisceaux

dans le même rapport, mais à des distances différentes des fentes.

Si la vitesse de

propagation

de la lumière

dépend

de son

intensité, l’espace compris

entre les deux

points

se

produit

l’aflaiblisse-

ment sera parcouru par les deux faisceaux avec des vitesses

inégales, après quoi

ils

reprendront

pour interférer des intensités et des vi-

tesses

égales.

La différence de

phase acquise

est évidemment pro-

portionnelle

à la distance des

points

d’aûaiblissement.

Dans les conditions oii l’auteur a

opéré,

la

plus petite

variation

de la

longueur

d’onde que l’on q

puisse

l’ constater est de

2013~~

10 ce

qui

q

correspond

à une variation de la vitesse de la lumière d’environ 1 50 métres. La sensibilité de ce

procédé

est donc

supérieure

à celle

de la méthode des interférences avec

grande

différence de

marche,

mais cet avantage est

compensé

par

l’impossibilité

de faire varier l’intensité dans des limites aussi étendues.

La source lumineuse

employée

est la flamme ordinaire du gaz.

L’appareil

se compose d’un collimateur muni d’une fente

verticale,

d’un écran à deux fentes

verticales,

enfin d’une lunette munie

(8)

d’une croisée de

fils, réglée

pour

l’~.llf~nl,

ct dont l’axe coïncide avec

celui du collimateur ct des fentes. L’aHaihlissenlent des deux fais-

ceaux s’obtient cn

plaçant

sur leur

trajet

unc

glace oblique, qui

ré-

fléchit sur ses dcux f’accs et écarte ainsi du

camp

d’interférence une

partie

notable des rayons. Les formules de Fresnel permettent d’é- valuer la

diminution

Û’111tc11slte.

L’auteur a

employée

tantôt une seule

glace,

tantôt dcux

fragments

d’une même

glace places

sous la même

obliquité

à des distances dif- férentes sur le

trajet

des rayons. Cette seconde

disposition

permet

d’augmenter beaucoup

la distance des

points

oii l’on affaiblit la lu-

mière,

mais comporte des corrections dont le calcul est

pénible

et

un peu incertain.

Aussi, malgré l’originalité

de toute cette

partie

du

Mémoire,

doit-on

ajouter plus

de confiance aux résultats de la prc- mière méthode

qu’aux

nouveaux nombres réunis dans le tableau

ci-dessous,

l’affaiblissement de l’intensité de la lumière est ex-

primé

en nombres ronds.

Il cst à remarquer que tous les nombres

obtenus,

soit par l’une soit par l’autre des deux méthodes si diflërcntes

employées

par l’au- tcur, sont des

grandeurs

du même

ordre,

ce

qui

doit

inspirer

beau-

coup de confiance dans les résultats. On sera donc

porté

à admettre

avec 31. Mûller que :

Pour une seconde

~pj.~oox,inzctiom,

telle qlle l’on considére des

quantités égales

ou

iit~ fér~ietct~es

ait jjaillioniènze de la valeur ab-

solcce, il

faut

tenir com2~te d’ccne

dépendance

entre la vitesse de

propagation

de la llllllière et la

force

vive des z~iboatioms de l’éther.

Il semble bien difficile d’établir les lois

précises

de cette

dépen-

dance.

Cependant

l’auteur propose les suivantes,

qui

ne concordent

pas strictement avec ses nombres :

(9)

169 Le

changement

de la

longueur

d’onde croît

proportionnellemcnt

à la racine carrée de l’intensité et au carré du nombre des vibra- tions.

Ces lois conviendraient

théoriqucmcllt

au cas de vibrations s’ef- fectuant au sein cl’un milieu où le frottement ne serait pas

négli- geable.

L’auteur est en effet

porté

à admettre que la causc des variations de la vitesse

qu’il

a observées réside dans une

propriété

du mouvement de l’éther

analogue

au

frottement,

c’est-à-dire dans la transformation d’une

partie

de la force vive des mouvements

pé- riodiques

d’où

dépcnd

la lumière en une autre sorte de mouvement,

analogue

à celui que nous nommons chaleur dans les substances

pondérables,

et

qu’il

conviendrait de nommer, dans cette

hypothèse,

la chaleur de l’ éther. Ce mouvement, transmis dans

l’espace

par

une sorte de condicctibilité , -’ constituerait un nouveau mode de

transport de la force vive dcs astres lumineux vers les astrcs

obscurs.

, E.

BOUTY?

~

Professeur au Lycée de Reims.

MAYER. - Acoustical Experiments showinff that the Translation of a Vibrating Body

causes it to give a Wave-Iength difîering t’rom that produced by the same Vibrating Body when stationary (Expériences d’acoustique démontrant qu’un corps sonore animé d’un mouvement de translation donne lieu à des ondulations de longueur différentes de celles qu’il produirait à l’état de repos); Flzil. 1J-Iag., 4e série, vol. XLIII;

avril 1872.

~O~J~J1C1’’

a démontré en 18~1 1 que la hauteur de son

produit

par

un corps vibrant animé d’un mouvement de translation augmente ou diminue suivant que ce corps

s’approche

ou

s’éloigne

de l’observa-

teuh. Ce

fait,

vérifié par divers

physiciens,

a

acquis

une

grande iUlpor-

tance

depuis qu’on

l’a étendu aux vibrations lumineuses. Il per- lnet, en

effet,

de

juger

des mouvements de certains corps célestes par la variation de

réfrangibilité

dcs raics de leurs spectres. M.

Mayer

en a donné une vérification nouvelle assez

simple

pour

pouvoir

étre

répétée

dans un cours.

Le

procédé qu’il emploie

n’est autre chose que

l’expérience

bien

connue de la transmission par l’air du mouvement vibratoire d’un

diapason

à un autre. On sait que cette transmission n’a lieu

qu’avec

(10)

des instruments montés sur caisses

renforçante

et

rigoureusement

à l’unisson.

Deux

diapasons

de ce genre, dont le son

correspond

à 256 vibra-

tions doubles par seconde, sont

placés

à une distance de 3o à 60

pieds

l’un de

l’autre,

et l’on commence par constater que les vibrations du

premier

se transmettent facilement au second.

On

sépare

ensuite l’un d’eux de sa

caisse,

et on le fait vibrer en

le tenant d’une

marin,

tandis que la caisse est tenue de

l’autre ; puis

on marche

rapidement

vers le second

diapason

eL,

pendant

ce mou-

vènlent,

on

applique

le

premier

sur sa

caisse,

en ayant soin de l’enlever au moment

précis

l’on s’arréte. Aucune vibration ne se

produit

dans le

diapason fixe,

bien que l’observateur ait pu s’en

approcher jusqu’à

une distance de i

pied.

L’expérience

est recommencée avec un

diapason

mobile faisant par seconde 2 vibrations de moins que les

précédents. Seulement,

au lieu

de se

déplacer soi-même,

on donne à la caisse un mouvement oscil-

latoire aussi étendu que le permet le

bras, puis

on y

applique

le

diapason qu’on

tient de l’autre

main, pendant qu’elle s’approche

du

diapason

fixe. Ce dernier entre en vibration si l’on a

communiqué

à la caisse une vitesse

convenable, qui

est de 8 à g

pieds

par seconde.

Enfin on arrive au même résultat avec un

diapason

mobile fai-

sant 2 vibrations de

plus

que le

diapason fixe,

à condition de

l’ap- pliquer

sur sa caisse

pendant

la

période

inverse de son oscillation.

1VI.

lBlayer

rend facilcn2ent observables les vibrations du

diapason fixe,

en

suspendant

au devant d’une de ses branches et en contact avec elle une

petite

balle de

liége

attachée à un fil de soie bien ver-

tical.

L’image

de cette balle et du

diapason

est

projetée

par une lentille sur un écran. Il

importe

que la balle soit

rigoureusement sphérique,

sans

quoi les impulsions qu’elle reçoit

la feraient tourner

sur

elle-même,

au lieu de l’écarter du

diapason ;

il faut aussi

qu’elle

soit bien

polie,

car de

petites aspérités produiraient

l’c.~i’et d’une sorte

de coussin amortissant les chocs. L’auteur recommande de la recou-

vrir d’un vernis.

On peut d’ailleurs substituer à la balle de

liége,

ainsi que l’a fait M. O . -N.

Rood,

de

New-York,

un

petit

miroir

suspendu

à deux fils

verticaux,

et dont le bord

s’applique

contre une des branches du

diapason.

Les

plus

faibles vibrations sont alors nettement accusées

(11)

171

par le mouvement d’un rayon de lumière réfléchi à la surface du petit miroir.

Le

réglage

du

diapason

cst obtenu par l’observation des

battements,

mais il convient de ne pas comparer directement les deux instru-

ments

qu’on

veut accorder.

Quand

ils sont

très-près

de

l’unisson,

ils

exercent l’un sur l’autre une influence

qui

tend à lcur donner une

durée de vibration commune, de sorte que les battements

disparais-

sent, bien que la difl’érence de hauteur ne soit pas encore tout à fait

négligeable.

M.

Mayer

se sert d’un troisième

diapason,

différant

très-peu

des

deux

premiers,

et

qu’il

fait résonner successivement avec chacun d’eux. Le temps nécessaire à la

production

de 3o à £o battements

est noté au moyen d’un compteur à

pointage,

et l’on

surcharge

avec

de la cire le

diapason

donnant le son le

plus élevé, jusqu’à

ce que ce temps soit devenu exactement le même dans les deux cas.

.

L’auteur se propose de

reprendre

ces

expériences

avec un appa- reil dont il a fait le

plan,

et

qui

permettra de mesurer avec

précision

la vitesse

imprimée

au corps sonore.

J. IBIÀ-IJRÀT.

J . 3IAURAT .

NOTE HISTORIQUE SUR L’EXPÉRIENCE DE TORRICELLI;

PAR M. CH. THUROT,

Membre de l’Académie des Inscriptions et Belles-Lettres.

L’histoire de la fameuse expérience de Torricelli a été souvent présentée

d’une manière inexacte, parce qu’on n’est pas remonté aux sources, d’ailleurs fort accessibles, où il était facile de puiser. Un ami et un disciple de Torricelli,

Carlo Dati, l’a exposée dans un écrit intitulé : Lettercz di Tilnauro Antiate (c’est

le pseudonyme que Dati avait choisit) ai Filaleti della vera Storicr drlla Cieloide

e della

fanzosis,sima

.,~sperien~cz dell’ Argento vÙJO ( Firenze , 16G3 , in - 4° ) . L’historique de Dati et les documents dont il l’a appuyé ont été reproduits

dans la biographie de Torricelli, mise par Tommaso Bonaventura en tête de sa

publication des Lezioni accadell2iche di Evciiigelista Torricelli (1re édition, Flo- rence, 1715, in-4°; ’).e édition, 3Iilan, 1823, in-8° ) . Nous n’avons pu trouver

l’ouvrage de Dati. Nous puisons dans la seconde édition des Lezioni, après nous

être assuré que l’historique est la reproduction de Dati avec quelques modifi-

cations insignifiantes de réduction (1).

~ (~) Pour s’en convaincre, il suffit de comparer la citation de l’opuscule de Dati (p. 20) que l’on trouve dans Nelli (Saggio di storia litteraria fiorentina del secolo XPII. Lucca, 1759, in-til, p. 96, note i) avec ce qu’on lit dans la Préface des Lezioni (p. 29 et 30).

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