Sur la désaimantation du fer et du nickel par des champs alternatifs de haute fréquence

SUR LA DÉSAIMANTATION DU FER ET DU NICKEL PAR DES CHAMPS ALTERNATIFS DE HAUTE FRÉQUENCE

Par ST. PROCOPIU, ^Professeur

et N. FLORESCU, Préparateur ^au Laboratoire d’Electricité de l’Université de lassy.

Sommaire. 2014 Nous avons étudié la diminution de l’aimantation rémanente, ^c’est-à- dire la désaimantation, ^{de fils de} fer, ^{d’acier et de} nickel, ^{de diamètre} 0,1 ; 0,25 ^et 0,5 mm, par des champs magnétiques alternatifs de fréquence 50; 3.104; 6.104; 15.104;

5.105 et 15.105 et d’intensité variant de zéro à 50 gauss environ (amplitude maximum).

La désaimantation est d’autant plus faible que la fréquence ^du champ démagnétisant ^est plus grande ^{et son intensité} plus petite. La courbe de désaimantation en fonction du champ démagnétisant présente ^trois parties, dont la deuxième après l’inflexion de la courbe, prolongée jusqu’à ^{l’axe des} champs, ^{nous a} permis ^de définir le champ coercitif apparent.

Le champ ^coercitif apparent ^est proportionnel ^{à la} racine carrée de la fréquence ^du champ démagnétisant ^{et au} diamètre du fil soumis à la désaimantation. Une explication

en est donnée, ^en partant ^{de la} répartition ^de l’induction magnétique alternative suivant

une section transversale du fil, c’est-à-dire par l’effet de peau, par lequel ^{on a établi la} formule

qui ^{relie le} champ ^coercitif apparent ^au champ ^coercitif statique Hc, ^{à la} fréquence f ^et

au rayon a du fil.

Dans le cas du nickel nous avons constaté des réaimantations spontanées ^sous l’influence du champ alternatif démagnétisant ^{et nous les avons} attribué à une viscosité magnétique

du nickel, faible ou nulle.

1. Introduction. - Pour produire la désaimantation d’une substance ferrolnagné- tique ^et la ramener à l’état neutre, ^on l’introduit dans un solénoïde par lequel ^{on fait}

passer ^{un courant} alternatif de la plus ^basse fréquence possible ^et d’amplitude décroissant continuellement depuis ^{une certaine valeur} jusqu’à ^{zéro. Ce} procédé ^{a été} indiqué par

Ewing. ^D’autres expérimentateurs, Searle, ^Burrows (1), ont constaté que pour ^une désai- mantation parfaite, ^{il est} nécessaire que le champ maximum, ^à partir duquel ^on produit

la désaimantation, dépasse ^une certaine valeur critique, voisine de celle qui correspond

au maximum de la perméabilité.

La désaimantation du fer peut ^être produite aussi par des oscillations électromagné- tiques ^{de haute} fréquence. Rutherford (2), ^en 1896, ^{a observé au} magnétomètre, que de fines aiguilles ^{d’acier sont} partiellement désaimantées lorsqu’elles ^sont entourées d’un

petit solénoïde, par lequel ^on fait passer des oscillations électriques ^{amorties. Ce} procédé

était utilisé pour détecter des ondes ^ou pour ^mesurei leur amortissement. Marconi (1), ^en 1902, observe que de faibles oscillations électriques peuvent ^modifier l’aimantation de

pièces minces de fer doux et déterminer dans une bobine en liaison avec un téléphone ^des

courants d’induction, (- qu’aujourd’hui, depuis Barkhausen, ^{on reconnaît comme dils}

aux discontinuités d’aimantatiol -); ^ce qui constitue le détecteur magnétique, ^{fameux à}

cette date. Mitra () ^constate que les ondes électriques ^{non amorties} produisent ^{une désai-}

(t) ^{Ch. w.} BURROWS, The best method of Demagnetizing ^{Iron in} Inagnetic Testing ^Bulletin of ^Bur. of

Standards (1907), (d’après ^Lurnière Electrique, ^{t. 3} (1908), p. 19). ^Avant Ewing, il y a des observations ^ana-

logues de GAUGAIN, ^C. R., ⁷⁷ (1873), p. i01L

(2) ^E RUTHERFORD, ^A magnetic Détector of electrical waves. roy. Soc., London, ⁶⁰ (1’,~96) p. 184~

Trans. 189. A. a897) p. 1.

(3) ^G. MARCONI, ^l’roc. roy. Soc., 70 (1902), p. 341.

l4) ^{S. K. Sur la} désaimantation du fer par des oscillations électromagnétiques, ^{C. R., 176} (1923),

p. 1214, Journal de phys. ⁴ ~1923), p. 2~9. S.

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphysrad:0193300405025100

mantation d’autant plus ^{faible, que la} fréquence des oscillations est plus grande. ^Son

étude se rapporte ^{à un} fil de fer de 1 mm de diamètre, soumis au champ démagnétisant

fourni par des courants alternatifs, d’intensité efficace 0,3 ampères ^{et de} fréquence 50, 2u0, 640, ~~ 000, ~ 000, 13000, 43000, ^{166000 et} 500 000, le dernier correspondant ^{à la} longueur d’onde 600 m.

En dernier, Tschetverikowa (’), par des ondes hertziennes, ^de longueur d’onde entre 1 7dO cm et 28 cm, constate que de la poudre ^{de fer} peut être désaimantée. Ses résultats sont purement qualitatifs, l’aimantation de la poudre ^étant appréciée d’après le nombre de

particules ^{de la} poudre ^{de fer,} retenues par ^un aimant permanent.

2. But du travail.

Une étude suivie de la désaimantation du fer par ^des champs

alternatifs de différentes fréquences, ^{en fonction de} l’amplitude ^du champ et du diamètre du fil soumis à l’expérience, n’existe pas. Le seul travail pour les champs ^{non amortis,}

celui de Mitra, ^ne s’occupe que d’une seule intensité du champ. ^En outre, il serait inté- ressant de voir s’il y ^{a une} relation entre la désaimantation en haute fréquence ^{et le} champ

coercitif statique de la substance. Il fallait encore constater si la désaimantation com-

plète ^est possible, ^{et dans} quelles conditions, pour les champs ^de différentes fréquences.

Ce sont les motifs qui ^nous ont incités à commencer ce travail. Nous avons d’autant plus

tenu à faire cette étude, que dans ^un travail antérieur (2), ^on avait constaté que le champ

coercitif de la substance reste de même valeur jusqu’aux fréquences ^{de l’ordre de 10J.}

Pour cette étude il nous a fallu employer des courants alternatifs de basse fréquence,

50 cycles par ^{sec, et de} haute fréquence, jusqu’à 1,5. ¹⁰⁶ cycles par sec, ^non amortis et d’intensité comparable. ^{Avec des courants} oscillants de haute fréquence d’intensité.

efficace entre zéro et 2 ampères, ^fournis par des oscillateurs à lampes, ^{on a} pu conduire

assez loin les côurbes de désaimantation, ^au moins pour la substance à faible champ

coercitif.

Pour nous rendre compte ^de l’allure des courbes de désaimantation nous avons choisi des substances ayant ^un cycle d’aimantation à pente ^{lente, fer} électrolytique ^{et acier} doux, ^{et à} pente brusque, pour le nickel. Les échantillons étudiés, ^{en fils minces de} ~~.,~ ^cm

de longueur, sont les suivants :

1. Fil de fer électrolytique, ^diamètre 0,1 ^{mm et} champ ^coercitif 4,8 gauss. Un paquet

de 3 fils.

2. Fil de fer électrolytique, ^diamètre 0,25 ^{mm et} champ ^coercitif 2,8 gauss. Un paquet

de 2 fils.

3. Fil de fer électrolytique, ^diamètre 0,5 ^{mm et} champ ^coercitif 2,8 gauss. Un paquet

de 2 fils.

4. Fil d’acier doux, ^diamètre 0,2 ^{mm et} champ ^{coercitif 5,7} gauss. 6 fils.

5. Fil de nickel, ^diamètre 0,5 ^{mm et} champ ^coercitif 18,8 gauss. Un paquet ^{de 9,, fils.}

Un fil de nickel de 0,1 ^mm diamètre n’a pu être étudié, ayant ^un champ ^coercif trop grand. ^{De même,} des couches minces de fer, déposées ^{sur de} l’argent, présentaient ^des

inductions trop ^faibles pour être étudiées.

3. Méthode de mesure. - Les mesures étaient faites par la méthode magnétomé- trique, ^{dans la} première position ^de gauss. La substance ferromagnétique, ^{en fil de} 24,5 ^cm

de longueur, est introduite dans ^un tube de verre autour duquel ^on enroule deux bobines

concentriques, ^{la bobine} démagnétisante B,, ^de 25,3 ^cm longueur, ^{de 0.64 cm de diamètre}

et constituée de 282 spires, ^{et la bobine} magnétisante Bj, ^de 25,2 ^cm longueur, ^de 8,2 ^cm

(1) ^31. TscHETVERiKowA, Entmagnetisierung ^von Eisenverbindungen durch elektrische Schwingungen

Z. Phy.,yk 44, (1927), p. 139.

(2) ^St. PROCopiu, Aimantation d’une substance ferromagnétique ^sous l’influence d’un champ alternatif,

J. phys. ¹ (1930), p. 365.

de diamètre et formée de 280 spires (fig, f). ^{La bobine Bi est en relation avec la source} magnétisante de courant continu (120 volts, A, r) ^{et avec une bobine} compensatrice ^Bi.

La bobine démagnétisante ^{B2 est en relation avec le courant} alternatif à 50 fréquences,

pour la désaimantation initiale (’220 vols, - ²⁴ volts, AT), ^{ou avec le courant} oscillant de haute fréquence, de circuit oscillant LC, ^{et avec} lequel ^{elle est mise en} série. Pour les

grandes fréquences il est nécessaire que la bobine B2 ^{mise en série avec} le circuit oscillant, ait la plus ^faible selfinduction; mais des essa,is préliminaires ^{nous ont} conduit à constater que la désaimantation n’est pas efficace que si l’enroulement de la bobine B~ s’étend sur

toute la longueur ^de l’échantillon et si les spires ^{sont serrées l’une} auprès de l’autre. Le

champ magnétique li de la bobine magnétisante ^et l’amplitude ^du champ alternatif Hmax de la bobine démagnétisante ^sont donnés par

Fig. 4 .

.

Des oscillateurs à unelampe pouvaient donner les fréquences 3.104-, 6,10~, iâ.l0~, 3.~0~,

5.105 15.105, correspondant ^{à des} longueurs d’onde entre 10.000 m et 200 m. La lampe employée était de la Compagnie ^des lampes, marque Métal, type E6, ^avec le filament chauffé à 6,5 ampères. La tension de la plaque était de 1 500 à 2000 volts prise ^{à une} dynamo ^{de la} Bayerische Werke. Le circuit oscillànt comprenait deux condensateurs

variables, ^en pétrole, ^de capacité 4/1 ^{000 et} d’une série de selfs interchangeables. ^En

série avec le self était mise la bobine démagnétisante. L’intensité du courant oscillant était mesurée avec un ampèremètre thermique.

()n introduit le fil de la substance ferromagnétique suivant l’axe des bobines concen-

triques ^{B2 et Bi. On} désaimante l’échantillon par ^{un courant} alternatif, de’fréquence 50, passant par la bobine B2 ^et d’amplitude suffisante et décroissant lentement jusqu’à ^zéro.

Cette opéra-ion ^a été facile avec le fer et l’acier doux, ^{mais a rencontré avec} le nickel de grosses difficultés, que ^nous rapporterons plus ^{loin. On} supprime le courant alternatif, ^et

on aimante à saturation l’échantillon par ^un courant continu traversant la bobine Bt,

ensuite on supprime ^{ce courant et le} magnétomètre indique ^{une déviation} qui représente

le magnétisme ^rémanent Ir ^{On fait} passer à présent ^{un courant} alternatif ou oscillant de haute fréquence par la bobine démagnétisante ^{Bz et on note ce} que devient le magnétisme rémanent, lorsqu’on varie l’intensité du courant démagnétisant depuis ^zéro jusqu’à ^la

valeur limite que permet l’oscillateur. On répète l’opération à d’autres fréquences. ^Par

suite de l’échauffement des fils d’acier doux, ^{dans le} champ ^{de haute} fréquence, ^le champ

coercitif a diminué au début, ^{et les mesures} n’ont commencé que lorsque l’échantillon est

18.

arrivé ^à avoir une constitution stable. Les mesures magnétiques ^{ont été} effectuées de

préférence après ^minuit, pour échapper ^aux influences fâcheuses du tramway, ^{dont la} ligne passe auprès de 1"Uiiiversité.

4. Résultats expérimentaux. - On trace les courbes de désaimantation., ^en pre- nant en abscisses l’amplitude ^du champ démagnétisant, alternatif ou oscillant, ^en _gauss ^et

en ordonnées la déviation du magnétomètre ^{en mm, sur l’échelle} placée ^{à 2 H1, et} représen-

tant le magnétisme ^rémanent 1,. ^On trace par suite la courbe de 1,, ^{en fonction de Hmax} alternatif, ^à fréquence constante. On trace de même la désaimantation à courant continu, l’abscisse représentant la valeur du champ ^con:tant. La courbe de désaimantation en champ

continu présente ^deux portions, dont la seconde, après inflexion, ^se dirige presque rectili-

gnement ^{vers l’axe des} chumps, quelle coupe dans ^un point qui représente ^le champ ^coer-

citif de la substauce. En champ alternatif de 50 fréquences, ^la désaimantation se présente

comme en champ continu, la seconde portion après l’inflexion, tendant à couper l’axe des

champs ^{et à nous} indiquer ^le champ coercitif, mais, près de couper l’axe des abscisses, ^il

y ^{a un} coude qui ^se prolonge par ^uiie portion résiduelle d’aimantation, qui ^ne s’annule que pour des champs alternatifs de valeur plus grande que celle du champ ^coercitif statique ^de

la substance.

Fig. 2.

Dans les champs ^{de haute} fréquence ^l’allure des courbes de désaimantation est sem-

blable à celle des courbes en champ alternatif de basse fréquence. ^La désaimantation, ^c"est-

à-dire la différence entre le magnétisme ^{rémanent initial et sa valseur} après l’actron du

champ oscillant, est d’autant plus ^faible, pour ^une même intensité du champ, que la fré- quence ^est plus grande. ^En champ ^{de haute} fréquence, ^{on rencontre encore les} trois por- tions de la courbe de désaimantation, mais la troisième portion, correspondant ^au magné-

tisme résiduel, est d’autant plus ^{élevée et s’étend} pour de plus grandes valeurs du champ

démagnétisant, que la fréquence ^est plus grande ^et le diamètre du fil plus grand. ^Une désaimantation complète ^du fil de fer ou d’acier, par des champs ^{de haute} fréquence jus- qu’à ^des amplitudes ^de 50 gauss, ^{nous a} été d’ailleurs impossible ^{et ne nous a} pas même laissé entrevoir la réalisation. Les courbes des figures 2, ^{3 et 4 se} rapportent ^{aux fils de}

fer de 0,i mm, 0,~~ ^et 0,5 ^{mm de} diamètre, ^{et la} figure 5 ^aux fils d’acier doux de 0,2 ^mm

de diamètre. Pour toutes ces courbes, ^{la deuxième} portion, après l’inflexion, ^se dirige

presque rectilignement ^{vers l’axe des} champs démagnétisant.

Convenions de prolonger ^cette portion rectiligne jusqu’à ^{l’axe des abscisses et de donner}

le nom de charnh apparent ^à la valeur du champ alternatif ou oscillant oÙ ce pro-

longement coupe l’axe. Ce champ apparent représente ^le champ qui pourrait désaimanter

complètement l’échantillon, s’il n’existait la queue résiduelle d’aimantation. Sur la Îigure f

on a représenté ^ce prolongement par ^des lignes ponctuées. ^En opérant ^{de cette manière}

Fâr. 3.

Fiâ. 4.

pour toutes les courbes de désaimantation, ^{on a} pu établir les tableaux suivants, pour le fer

et l’acier, ^{où dans la} première ^{colonne on a} indiqué ^la fréquence f ^du champ démagnétisant

et dans la seconde les valeurs du champ ^coercitif apparent Happ, en gauss, obtenues ^sur les graphiques :

TABLEAU I.

Acier doux (fjg. 5).

Diamètre 0,~ ^mm.

TABLEAU II.

Fer électrolytique (fig. ^2, 3, 4).

La manière, ^{dont nous avons} opéré pour obtenir la valeur du champ ^coercitif apparent, présente ^une justification pour les champs alternatifs de 50 fréquences, où la seconde

portion de la courbe de désaimantation est rectiligne, tandis que pour les fréquences ^de

l’ordre de 101, la deuxième portion, après l’inflexion, peut n’être pas ^une ligne ^{droite, et}

étant beaucoup plus ^{réduite, à} peine si elle s’étend sur une moitié de la valeur de raiman- tation rémanente initiale. Les conclusions que ^{nous en avons} tirées des champs ^coercitifs apparents, obtenus par cette manière d’agir, ^{nous en} apportent ^la justification.

Les données inscrites dans les deux tableaux précédents ^nous permettent ^{de tirer} quelques conclusions : Le champ ^coercitif apparent, pour ^un même échantillon, croît avec

la fréquence ^du champ démagnétisant.

Si on prend ^en abscisse la racine carrée de la fréquence, ^{et en} ordonnée le champ

coercitif apparent, ^{déduit sur} les courbes de désaimantation, ^on obtient les diagrammes ^de

la figure ^{6. On} constate que la relation entre le champ Happ et B// ^est représentée par de lignes droites de la forme

où K est une constante de proportionnalité, a le rayon du fil ^et f la fréquence ^du champ démagnétisant.

En effet, pour les fils de diamètre ai ^- 0,1, ^{az =} 0,25 ^{et a3} ~0,~ mm, les coefficients

angulaires des droites sur la figure ^{6 sont} tg al ⁼ 0, 18, tg ^{«~ - 0~3’~ et}

tg al ^{= o, ~6. Et on a}

Fig. 5.

Fig. ^6.

il y ^a donc une proportionnalité, ^{au moins} qualitative, ^entre l’inclination des droites

(flc app, V f) ^et le rayon des fils.

On donnera plus ^{loin une} explication ^{de cette} proportionnalité.

Passons au cas du nickel. Le métal présente l’av antage ^{d’avoir un} cycle d’aimantation presque rectangulaire, ^{et la} désaimantation en champ ^{continu ou} alternatif de basse et de haute fréquence ne commence à se faire sentir qu’après ^{une valeur} égale ^au champ ^coerci-

tif statique, ^{de sorte} qu’on peut mieux déterminer l’inclinaison de la partie ^de la courbe de désaimantation qui définit ^le champ ^coercitif apparent. ^Mais le nickel présente ^{aussi un} désavantage qui ^rend difficile la détermination du champ ^coercitif apparent, ^c’ea que le nickel ne se désaimante que difficilement, ^et souvent, ^{soumis au} champ alternatif, pour certaines amplitudes ^de celui-ci, donne naissance à des réaimantations spontanées ^et capri-

cieuses. Lorsqu’on diminue lentement le courant alternatif démagnétisant, ^le magnétomètre qui restait à zéro, pour ^un courant de 0,75 ^A eff., correspondant à 15 gauss maximum, prend brusquement ^une déviation soit de même _sens, soit de sens contraire à l’aimantation

initiale, ^{et si on} continue la diminution du champ alternatif, la déviation persiste. ^{Un cas} analogue ^de réaimantations spontanées, gênantes à la désaimantation d’un tube de nickel, ^a

été constaté par Fromy (1).

Après plusieurs ^{essais nous avons constaté} qu’on peut éliminer cette aimantation

anormale, ^en s’arrètant à chaque ’valeur de 0,7; 0,6 ^et 0,3 A eff. du courant alternatif et en attendant chaque fois que la nouvelle aimantation disparaisse, ^{ensuite on diminue}

continuellement le courant jusqu’à zéro, ^{et le} magnétomètre ^{ne montre} plus ^{aucune aiman-}

tation. On essayera d’en donner plus ^{bas une} explication.

Une fois le nickel désaimanté, ^{on lui donne un} magnétisme rémanent, ^et puis ^{on suit sa}

diminution pour des intensités croissantes des champs alternatifs de diverses fréquences,

et on trouve des phénomènes analogues ^{au cas du fer ou} de l’acier. Sauf pour le champ

alternatif de fréquence ^3.104 (longueur d’onde de 10 000 m), pour lequel l’aimantation rémanente vient brusquement ^{à zéro, ou} bien vient vers l’aimantation initiale, lorsqu’on ^est

à 20 gauss amplitude ^du champ démagnétisant (fig. 7). ^{Si on} prend ^la pente de la courbe de désaimantation, après la valeur du champ ^coercitif statique, ^on trouve pour le nick;1 les suivantes valeurs du champ ^coercitif apparent :

TABLEAU III.

diamètre 0,5 ^mln (fig. ï).

Si on prend ~ f, ^{on voit sur la figure 6,} que dans le ^cas du nickel aussi, la relation ntre le champ ^coercitif apparent Happ ^{et une} ligne ^droite. Nous l’avons tracé par

une ligne ponctuée, ayant ^{en vue} que les données ^ne sont plus ^aussi précises que dans le ^cas du fer et de l’acier.

Nous en avons également essayé la désaimantation de la poudre de fer. Dans ce cas, le

magnétisme ^{rémanent diminue} proportionnellement ^il 1 intensité du champ ^alternatif appliqué, mais pour les différentes fréquences, ^les lignes ^droites qui représentent ^ces pro-

’-) E. FROMY, ^{An. de} llhys. (10) ⁸ (192i), p. 679 ^et 693.

portionnalités ^n’ont ha· toujours ^{la même} inclinaison, pour la même Frècqence, ^{a la} répé-

tition de l’expérieiice. ^{Aussi nous} n’en insistions plus.

Fïâ. ’1.

5. Relation entre la désaimantation et la fréquence ^du champ démagnéti-

sant (St. Procopiu).

^Pour expliquer ^une désaimantation d’autant plus ^faible que le

champ démagnétisant ^{est de} fréquence plus grande, et l’existence d’un champ ^coercitif

apparent, ^, il faut tenir compte de l’effet de peau des champs alternatifs : un champ ^alter-

natif de haute fréquence s’établit dans les couches superficielles du fil de fer et pénètre

dans une section transversale du fil, d’autant moins à l’intérieur _que sa fréquence ^est plus grande. ^Les propriétés magnétiques du fer restent les mêmes _{pour les} champs ^{de haute} fréquence ^comme pour ^ceux de basse fréquence, la désaimantation d’une couche de fer sue

. fait toujours, si elle est atteinte par ^un champ alternatif ayant ^une amplitude égale ^{à la}

valeur du champ ^coercitif statique ^{de la} substance ; ^{de ce fait le} champ superficiel, ^{le seul}

mesuré par les appareils, ^{devra en être} plus grand. ^Le magnétomètre indiquera ^une pente

de la désaimantation, qui commencera après ^{une valeur du} champ démagnétisant égale ^à

celle du champ ^coercitif statique. ^On peut ^examiner l’allure de cette pente ^de la désaiman- tation, ^en partant des résultats connus de la pénétration ^d’un champ alternatif de haut

fréquence à l’intérieur d’un fil.

Désignons par B l’amplitude ^de l’induction magnétique à la surface du fil et par ~3~

l’amplitude de l’induction magnétique ^{à la} profondeur x comptée ^{de la} surface, par ^c la con-

ductibilité du fil, p. la perméabilité, f la fréquence ^du champ alternatif; ^{on a} la relation (’) :

et, ^{si on introduit} le rayon ^a du fil, ^en remplaçant ^le rapport - ^{par K,} la relation devisent

a

Considérons _{que la} perméabilité pour les hautes fréquences, ^ne change pas ^avec l’intensité du champ, ^{alors on aura}

H et llx’ ^{étant les} champs à la surface et à la profondeur.1:. ^Le champ ^{Il ,} pour

(1) ^H. Oscillations électrom4gnétiques, p. i 19, ^Pari,

produire ^la désaimantation de la couche de fer à la distance .1’, à partir ^{de la} surface, doit avoir une valeur égale ^au champ ^coercitif statique H~. La relation précédente repré-

sentera la propagation ^du champ H, ^à l’intérieur du fil sous la forme

Toute variation d H du champ appliqué, apportera ^une pénétration ^{d li du} champ

coercitif à l’intérieur du fil, suivant la relation

Si l’aimantation rémanente Ir, montrée par le magnétomètre, ^diminue proportionnel-

lement à l’augmentation ^{dU du} champ démagnétisant appliqué, après la valeur du champ

coercitif statique, ^{cette variation} dH, divisée par d Ii, lorsque K ^{tend vers} zëro,.représen-

tera la valeur du champ ^coercitif apparent ^{moins le} champ ^coercitif statique, c’est-à-dire on a

La relation (2) permet d’écrire si on tient compte ^de (3) :

C’est-à-dire, tant que la loi de pénétration de l’induction magnétique ^à l’intérieur du fil de fer se fait d’après la formule (1), ^le champ ^coercitif apparent ^{de la} substance est donné par la relation (4). Cette relation montre que le champ ^coercitif apparent est propor- tionnel au champ ^coercitif statique ^au rayon ^a du fil et à la racine carrée x/f, ^{de la}

fréquence ^du champ démagnétisant. ^{On a} retrouvé, ^{de cette} manière, les résultats expéri-

mentaux du paragraphe précédent.

Calculons _{par la} relation (4) ^le champ ^coercitif apparent d’un fil de fer à la fréquence f = 2,5.10~ ^avec les données :

alors que la valeur trouvée par les diagrammes ^{est de} 13,7 gauss..

Et pour le fil de nickel ^on a ( === ^{~,5. i0~, p. ~ ~0,~ = 10-4 u-e-m, a =} 0,025 ^{mm et} He ^{= i8,8 gauss. On calcule} Happ = 18,8(1 +3,5) ^{= 84,6} gauss, tandis que ^sur la figure ⁶

on trouve approximativement t00 gauss. On ne peut pas espérer ^{à une} vérification meilleure,

au moins pour le fer, ^vu que la valeur de la perméabilité magnétique n’est pas exactement

connue.

On peut ^encore exprimer analytiquement ^la diminution de ~I en fonction du champ démagnétisant H, pour l’intervalle de la deuxième portion de la courbe de désaimanta- tion. Si on écrit

dJ._-__ où C est une constante, ^{et si on} intègre ^entre .10 ^et 0, He ^et H, ^{on trouve} 10

^{J - On obtient 1 la valeur de C, en} admettant que lorsque

J = 0, ^{H est} égal ^au champ ^coercitif apparent. ^{De cette} façon ^on arrive à la relation

qui représente ^{la deuxième} portion de la courbe de désaimantation.

Pour expliquer la troisième portion ^{de la courbe de} désaimantation, constituant le

magnétisme ^{résiduel, il faudrait} connaître la loi de répartition ^du champ alternatif, jusqu’à~l’axe ^du fil, qui ^n’est plus représentée par la formule (1).

La pénétration ^du champ alternatif, ^d’autant plus profonde, que ^sa fréquence ^est plus grande, peut expliquer ^{encore certaines} particularités des courbes d’aimantation d’un fil

de fer, lorsqu’à ^un champ ^{continu on} superpose ^un champ alternatif. L’intensité d’aiman-

tation prend ^une valseur d’autant plus grande, que le champ alternatif superposé ^descend

depuis ^{une valeur} plus grande jusqu’à zéro, parce que, dans ^{ce cas} le champ alternatif a

pénétré plus à l’intérieur du fil et a intéressé à l’aimantation, ^une plus grande quantité ^de

substance ferromagnétique.

Il reste à expliquer les réaimantations spontanées ^{du nickel} lorsqu’on diminue le

champ alternatif démagnétisant depuis ^une certaine valeur jusqu’à ^zéro. Lorsque, ^{en dimi-}

nuant l’amplitude ^du champ alternatif, ^on passe par ^une valeur v oisine à celle du champ

coercitif statique, ^{le nickel} prend ^une aimantation spontanée, que la diminution du champ

alternatif ne détruit plus. ^Ce phénomène que ^nous n’avons,pas rencontré pour le fer et l’acier doux, doit tenir à la viscosité qui est presque nulle pour le nickel ^et

appréciable pour le fer ^et l’acier (1).

Pour le fer, les aimants moléculaires demandent un certain temps pour s’orienter définitivement à la valeur déterminée par le champ magnétisant, la durée étant de l’ordre des dixièmes ou même des secondes. Si le fer est soumis à un champ alternatif diminuant lentement vers zéro, lorsqu’on passe par la valeur du champ coercitif, ^{une des} phases ^du champ alternatif tend à l’aimanter dans un sens, mais la durée de l’orientation étant

longue, lorsque la seconde phase agit, l’aimantation n’étant pas établie dans le premier ^sens,

coinmencera à se faire dans le second _sens, et comme l’intensité du champ diminue lentement

jusqu’à zéro, l’aimantation du fer ne pourra jamais ^être provoquée par l’une des phases.

Pour le nickel, ^au contraire, les aimants moléculaires s’orientent définitivement à la valeur du champ ^{dans un} temps très court. L’aimantation du nickel peut suivre les

phases ^du champ alternatif. Lorsqu’en ^{diminuant ce} champ, ^on passe par la valeur du

champ coercitif, ^{une des} phases ^du champ aimante le nickel, ^{et la} phase suivante, pendant

la diminution du champ, ayant ^{une valeur} plus ^{faible ne} la désaimante plus, ^{le nickel}

restera aimanté. Deux conditions sont nécessaires pour avoir ^ces ahnantalions sponta-

nées : il faut que la substance possède ^{une viscosité} magnétique ^{nulle ou très faible,} par

rapport ^{à la} fréquence ^du champ démagnétisant; ^{et il faut encore} que le cycle ^d’aimanta-

tion soit rectangulaire, c’est-à-dire que la pente ^soit brusque auprès de la valeur du champ

coercitif statique. Il s’ensuit que si l’on augmente ^la fréquence ^du champ alternatif déma-

gnétisant, ^les réaimantations spontanées ^{du nickel ne doivent} plus apparaître, ^ce qui paraît ^être réellement le cas pour des fréquences plus grandes que 3.104. Mais pour la

fréquence ^3,10~ (longueur ^{d’onde 10.000 m)} les anomalies existent _encore, comme on peut

constater sur la figure 7 ; ^{la durée} d’orientation d’un aimant moléculaire du nickel est donc plus petite que 3.10-:, ^seconde.

6. Conclusion. - Le magnétisme rémanant d’un fil de fer, ^acier doux.ou nickel

diminue lorsque le fil est soumis à un champ alternatif de basse ou haute fréquence, ^{et la}

diminution est d’autant plus grande que l’intensité du champ ^est plus grande ^{et sa} fréquence plus petite. Les courbes de l’aimantation rémanente en fonction du champ ^alter-

natif démagnétisant, après ^un palier presque parallèle à l’axe des champs, présente ^une portion rectiligne ^se dirigeant ^{vers l’axe des} champs. ^Cette droite, prolongée jusqu’à ^l’axe

des champs démagnétisants, ^{nous a défini le} champ ^coercitif apparent, pour ^une fréquence

donnée. Ce champ ^coercitif apparent ^est proportionnel ^au rayon du fil et à la racine carrée de la fréquence, ^et provient ^{de la} localisation du champ alternatif démagnétisant ^{à la}

surface du fil. De l’effet de peau du champ alternatif, ^{on a} déduit la relation

qui ^{est en bon accord avec les} expériences.

Dans le cas du nickel, des réaimantations spontanées ^{ont été} observées, ^et expliquées

par la viscosité magnétique ^{nulle du nickel.}

(1) ^Ch. Recherches sur la viscosité magnétique, ^Ann. Phys. (10) ⁸ (~~l2 ~) p. 210.

Manuscrit reçu 1; ^{i mars 1933.}