HAL Id: jpa-00236845
https://hal.archives-ouvertes.fr/jpa-00236845
Submitted on 1 Jan 1873
HAL
is a multi-disciplinary open access archive for the deposit and dissemination of sci- entific research documents, whether they are pub- lished 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, estdestinée 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.
Courants dérivés. -Corollaires de M. Bosscha et applications
J. Raynaud
To cite this version:
J. Raynaud. Courants dérivés. -Corollaires de M. Bosscha et applications. J. Phys. Theor. Appl.,
1873, 2 (1), pp.233-246. �10.1051/jphystap:018730020023300�. �jpa-00236845�
233
COURANTS DÉRIVÉS. 2014 COROLLAIRES DE M. BOSSCHA ET APPLICATIONS
(1);
PAR M. J. RAYNAUD.
1. La considération des
équations générales,
données par M.Kirchholi,
pour la résolution desproblèmes
relatifs aux courantsdérivés,
a conduit M.Bosscha (de Leyde)
à formulerquelques corollaires,
dontl’application simplifie beaucoup
le calcul dans ungrand
nombre de cas.Dans tout
système
de courantsdérivés, indécomposable
en sys- tèmesindépendants,
les relations de la formeE i = o, pour les
points
de concours,1: (ir - e)
= o, pour lesfigures fermées,
fôurnissent toutes les
équations
nécessaires à la détermination des intensités dans les diverses branches. Parsuite,
toute modification dans la résistance des divers conducteurs composant lecircuit,
oudans les forces électromotrices y contenues,
qui n’apportera
au-cun
changement
dans leséquations précédentes,
n’altérera en rien l’intensité des courantsqui
les traversent; d’où les deux remarques suivantes :« 1° Toutes les fois que l’intensité est nulle dans une des
branches,
les intensités dans les autres branches sontindépendantes
de la résistance du conducteur dans
lequel
iln’y
a pas de cou-rant. »
Car
si,
pour unconducteur, i
- o, leproduit ir
sera aussi nul.« 2° En
chaque point
de concours deplusieurs conducteurs,
onpeut
ajouter
ousupprimer,
dans tous lesconducteurs,
des forcesélectromotrices
égales,
pourvuqu’elles
soient toutesdirigées
dansle même sens par rapport au
point
de rencontre », c’est-à-dire pourvu que les courantsqu’elles
tendent àproduire s’éloignent
ou se
rapprochent
tous de cepoint.
Les forces électromotrices n’entrant pas dans Si = o, il suffit de
montrer que ce
changement
n’altère pas leséquations
desfigures
(1) BosscHA, Annales de Poggendorff (1858), et Communications de l’Académie des Pays-Bas.
Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphystap:018730020023300
fermées E(ir - e)
= o. Enenet,
toutefigure
ferméesimpl e
dontle
point
considéré forme un des sommets renferme deux conduc-teurs passant par ce
point :
l’introduction dans chacun des fils d’une force e, commune engrandeur
et endirection,
nechangera
pas la
relation;
car, enparcourant
lafigure
dans un sens déter-miné, la direction de la force dans un des conducteurs sera néces- sairement
opposée
à celle de la forceégale
située dans l’autre con-ducteur.
Les
équations
fournies par lesystème primitif
et lesystème
mo-difié sont donc
identiques
et nécessairement satisfaites par les mêmes valeurs de i.Si entre deux sommets se trouvent, par
exemple,
nconducteurs,
et que n- i d’entre eux renferment une force électromotrice -I- e,
dirigée
vers le sommet M(fig. i),
on pourra, par l’introductionFig. 1. Fig. 2.
d’une force commune - e, dans les n
fils,
substituer aux n-1forces + e une force
unique -
e dans le nième conducteur(fig. 2)., qui précédemment
n’en renfermait pas. Lessystèmes (1)
et(2)
sont
équivalents.
De
même,
lesystème (fig. 4)
estéquivalent
ausystème (fig. 3).
Fig. 3. Fi g. 4.
Dans ces
figures,
les flèchesreprésentent
non la direction réelle des courants, mais celle des courants que les forces e, dont il estquestion,
tendent àproduire.
235
2. Cela
posé,
les corollaires de M. Bosselia peuvent se ramener à deuxpropositions,
dont l’une résulte des remarquesprécédentes
et
peut
êtreenvisagée
d’ailleurs comme uneconséquence
directe dela loi de distribution des
potentiels
aux diverspoints
d’un circuit.La seconde est une déduction des
propositions
de M.Kirchhofl’,
énoncées aux n°S 8 et 9 de
l’Étude
de la résolutiongénérale
desproblènzes relatifs
aux circuits délives( même Journal,
t.II.,
p. 170 et
171).
Corollaire I. - « Si l’intensité du courant est nulle dans un
conducteur faisant
partie
d’unsystème
contenant des forces élec-tromotrices,
on nechangera
pas les intensités du courant dans lesautres branches :
» 10 Si l’on
interrompt
ce conducteur etqu’on
lesupprime
ducircuit avec les forces
qu’il contient;
» 2° Dans le cas où ce conducteur ne renferme pas de forces
électromotrices, si, après
sasuppression,
on réunit directement( par
un circuit sansrésistance)
les deuxpoints qu’il joignait pré-
cédemment ;
» 30 Mais s’il renferme une force
électromotrice,
on ne pourra faire cette dernière modificationqu’à
la conditiond’ajouter
danstous les
conducteurs,
aboutissant à l’un ou à l’autre des deuxpoints,
une mêmeforce, égale
etdirigée,
parî-,alypo7-t
aupoint co7isidé7,é,
en sens contraire de la force que renfermait le conduc-teur
proposé ( ou
de même sens que cettedernière,
en parcourant, dans une directiondéterminée,
unefigure
fermée contenant à lafois le conducteur
supprimé
et l’un des autresconducteurs).
»Il faut montrer que ces modifications n’altèrent pas les
équations
en faisant i = o, le
produit ir
estnul, quel
que soit 1"; si l’on a à la fois i = o et r == 00, ii-prend
la forme°-,
mais la valeur de cc0
produit
esttoujours nulle ;
car, dans lesystème primitif,
i ne seranul,
pour une valeur finie de n, que si le numérateur de sa valeurest nul. Or ce numérateur ne renferme pas r,
qui
est contenu, aucontraire,
dans ledénominateur; donc,
en faisant 1 = oc , le pro-duit ir devient
proportionnel
aunumérateur, lequel
esttoujours
nul pour i = o . ,
Si i - o et si r = 00, il faudra
supprimer
e dans leséquations
du
système primitif;
car, dans le numérateur desexpressions qui
donnent les
intensités,
e estmultiplié
par unpolynôme qui
ne con-tient pas r, tandis que r entre au
dénominateur;
donc lapartie
ducourant
qui provient
de e est nulle dès que r - 00 .Si i = 0, sans que r = 00, la force e subsiste
toujours
dans leséquations 2 (ir e)
= o; mais la seconde remarque du n° 1 permet de ramener ce cas à celui oü le conducteur ne renferme pas de forceélectromotrice, puisqu’on
peutajouter
une force commune - edans tous les conducteurs aboutissant au même sommet, d’où ré- sulte la troisième
partie
de l’énoncé.3.
Quelques
considérationstrès-simples permettent
d’ailleurs la démonstration immédiate de cesconséquences.
L’état permanent étant établi dans le
système proposé,
on pourra faire subir ausystème
toutchangement qui
n’altérera pas la gran- deur relative despotentiels
des diverspoints.
Si,
dans le conducteurjoignant
deux sommets, le courant estnul et si ce conducteur ne renferme pas de force
électromotrice,
ces deux sommets auront le même
potentiel ;
on nechangera
doncpas les
potentiels
des autrespoints
de concours, ensupprimant
ceconducteur,
ou en faisantconfondre, après
cettesuppression,
lesdeux sommets
qu’il
réunissait auparavant.Si le conducteur
MN,
danslequel
le courant estnul,
renfermeune force électromotrice + e
(fig. 6),
il faudra que les poten- tiels en 1B1 et N soientégaux respectivement
auxpotentiels polaires
ui et zc2 de la
pile intercalée;
on pourradonc,
sanschanger
cespotentiels, supprimer
le conducteur 3’IN et la forcequ’il contient;
ou donner à ce conducteur une résistance
différente,
mais à la con-dition alors de
placer quelque part,
entre M etN,
une forcequi
maintienne entre ces deux
points
la différence u1 - u2,qu’ils
av aient antérieurement.
Enfin,
si les deuxpoints
M et N sontconfondus,
ilsprennent
le mémepotentiel;
pour que cette modification n’entraine aucunchangement
dans les intensités du courant dans les autresbranches,
on transportera cette force dans tous les conducteurs aboutissant
237 soit en
M,
soit enN,
et lesystème (fin. 6)
seraidentique
au sys- tème(fin. 5);
car leséquations
desfigures
fermées contenant leFig. 5. Fig.6.
conducteur MN == r, en y faisant 1 = o, deviendront
identiques
àcelles du nouveau
système
et les forces introduites se détruiront dans lesfigures fermées, qui
antérieurement ne renfermaient pas r.4. Application.-Considérons
trois conducteurs a,b,
c(fig. 7),
renfermant des forces électromotrices ce,
b,
ydirigées
vers le mêmeFig. 7.
point M,
et soientA, B,
C les intensitéscorrespondantes (les
flèches donnent la direction des
courants). Supposons
le courantnul dans
b,
onpeut supprimer
ce conducteur et l’on a de suiteOn peut aussi réunir directement M et
N,
en transportantb,
ensens contraire par
rapport
àM,
dans a et c; alors(fig. 8)
Pour que les
expressions (i) et (2)
soientidentiques,
il faut queCette relation
exprime,
eneffet,
la condition nécessaire pour que B == o, déduite deséquations
et
3. Pont de
Wheatstone (fig. 9).
- Si le courant est nul dansla
branche g,
on aimmédiatement,
par lasuppression
de ce con-Fig. 8. Fig. g. Fig. io.
ducteur (g
=oo),
la résistance P duquadrilatère
formé par a,b, c, d,
Si l’ 011 réunit directement les
points
entrelesquels
se trouvaitg (g
=0),
ona (fig. 10)
L’intensité dans
f
est donnée parLes
expressions (i)
et(2)
sontidentiques
siac = bd;
or leséquations
obtenues en faisant i = o dans les
équations
de 31. Kirclihoffappli-
quées
à lafig.
9, donnentprécisément
la condition ac = bd.239 On peut donc remarquer que : « En rendant le conducteur dans
lequel
iln’y
a pas de courant nul ouinfini,
on est conduit à deuxexpressions
différentes de la mêmeintensité ; mais,
en identifiantces deux
expressions,
on obtient la relationqui exprime,
dans lesdeux cas, que l’intensité est nulle dans ce conducteur. »
6. Mesure de la résistance d’U1Z
galvanomètre
par lasimple
d éviation de son
aiguille (1).
- Si le courant est nul dans labranche g (fig. 11)?
les intensités dans les autres branches serontindépendantes de g
et, parsuite,
siac = bd,
ungalvanomètre
Fig. 11.
placé
en c donnera la mêmedéviation, g
pouvant avoir toutes les valeurs de zéro à l’infini.Donc,
pour obtenir la résistance x d’ungalvanomètre
formantl’une des
quatre
branches du pont, onétablira,
entre R etQ,
unedérivation
susceptible
d’être ouverte ou fermée à l’aide d’un inter-rupteur, et, d
ayant une valeurdéterminée,
on fera varier la résis-a
tance
b, jusqu’à
ce que legalvanomètre
donne la mêmedéviation,
que le contact soit établi ou non; alors
ou
bien,
b ayant une valeurdéterminée,
on fera varier le rap-port d
d dans les mêmes conditions.a
(’ ) Sir W. THOMSON, Philosophical Magazine (juin 1871).
7. ivesure de la résistance d’un conducteur dans
lequel
setrouve une
force
électromotrice inconnue + E’( 1).
- Dans le côtéinconnu c, se trouve une force électromotrice
E’, dirigée,
par Fig. 12.exemple,
en sens contraire du courantqui
circule dans c( fi,2. I 2 ) ;
déterminons
b,
résistance durhéostat,
de telle sorte que le courantqui
traverse legalvanomètre
soitnul,
G = o.Le
conducteur g pouvant
êtresupprimé,
leséquations
deKirchhoff’ donnent
d’où l’on tire
Si le
rapport Ê
était connu, on obtiendrait c parl’équation
Si E’ = o, on retombe sur
l’expression
connue c =-b d.
a
E’,
étant
Einconnu,
onpeut
avoir la valeur de c ou x, par deuxexpériences
faites enchangeant
le sens de lapile
E dupont
et en1’) ROBERT SABINE, Tlae electric Telegraph (1867).
24I
notant les résistances R/ et R"
qu’il
faut donner au rhéostat b pour obtenirl’équilibre galvanométrique.
On a alorsEn
ajoutant,
E’E
se trouveéliminé,
et l’on aFaisant le pont à branches
égales a
=d,
on asi la résistance
f’
de lapile
E étaitnégligeable,
onpourrait
encoresimplifier,
mais tel n’est pas le cas engénéral.
La résolution des
équations (i)
et( 2 )
donneet si
Ces formules sont un peu
compliquées ; mais,
dans la mesure desrésistances des
lignes télégraphiques
aériennes ousous-marines,
oùce cas se
présente continuellement,
par suite des courants naturelsou de ceux provenant de la différence des conditions des
plaques
deterre et de leur
polarisation
par lapile
du pont, on peutsimplifier
comme il suit.
Soit R’ la
plus petite
des deux valeurstrouvées,
on aura facile-ment la différence R" R’ = p,
qui
est la résistance àajouter
dansle
rhéostat,
pour’ rétablirl’équilibre quand
on envoie le courant(1) WINTER, Philosophical Magazine (mars 1872).
(3) Formule de Schwendler (CLARK et SABINE, Electrical Tables and Formule, 1870).
inverse. Calculons j
l’équation (2)
devientd’où
et si p est
négligeable devant 2 A,
cequi
a lieuquand
onemploie
une
pile
de 15 à 20 élémentsDaniell,
etqu’on
mesurerapidement
R’ et R" cn renversant
brusquement
le sens de lapile
entre lesdeux
observations,
La valeur de x
comprend
d’ailleurs la résistance du conducteur c,plus,
s’il y alieu,
celle introduite par lesplaques
de terrequi
constituent l’élément E’.
8. Corollaire II. - «
Lorsque,
dans unsystème quelconque
de conducteurs
linéaires,
il se trouve deux conducteurs a etb,
telsqu’une
force électromotriceplacée
en a n’envoie aucun couranten
b,
on nechangera
pas l’intensité du courant enb,
soit en ou-vrant le conducteur a, soit en réunissant
directement, après
sasuppression,
les deux sommets entrelesquels
il se trouvait.»
Réciproquement,
on nechangera
pas l’intensité dans a, enagissant
de même pour b. »Il
résulte,
eneffet,
de la forme méme desexpressions
des inten-sités
(Résolution
deséquations fournies
par les lois deKirchhoff,
nos 8 et
9,
mêmeJournal,
t.II,
p. 170 et171) :
« i °
Que
l’intensité du courantenvoyé
dans un conducteur a, par une force électromotrice située enb,
estégale
à cellequi
seraitenvoyée
en b par une force électromotriceégale placée
en a ;» go
Et,
parsuite,
que si l’intensité en a estindépendante
de laforce électromotrice située en
b,
l’intensité en b seraindépendante
de la force électromotrice
qui
se trouve en a. »La démonstration de la
réciproque
étant donccomprise
danscelle de la
première partie
ducorollaire,
il suffira d’établir que l’intensité en b estindépendante
de la résistance du conducteur a.243
Reprenons
les notationsemployées
dans l’articleprécité,
pour lesexpressions
des intensités.Si la force électromotrice el n’envoie aucun courant dans i-k, on aura
(n° 9, Résolution, etc.)
Supposons
que el soit la seule force électromotrice dusystème, ik
sera évidemment nul et les intensités dans les autres conducteurs
seront
mais, ik
étantnul,
on peut(n° 2) supprimer
le fil rA sanschanger
en rien les intensités dans les autres branches et, par
suite, Ctl,..., Cll’,..., Cnl
sontindépendants
de rA.Mais
(n°
8 de l’articleprécité)
on a, engénéral,
donc
Or
Ctl, ..., Cnl
sont les coefficients des forces électromotrices ei,e2,... , en dans la formule
qui
donne l’intensitéil.
Donc cette in-tensité est
indépendante
de rk; elle l’est aussi de ek,puisque
dansil
le coefficientde ek
estnul;
et, parsuite,
en réunissant directe-ment les deux sommets antérieurement reliés par rk, il ne sera pas nécessaire de tenir compte de ek.
9.
Application
aupont
de Wheatstone. - Si l’on a, entre les branches du pont, la relation arc obd,
une force électromotriceE,
placée
dans ladiagonale f,
n’enverra aucun courant dans l’autrediagonale
g.Donc,
s’il existe d’autres forces électromotrices dans lesystème, l’intensité-G
ne sera paschangée
par lasuppression
def
ou la réu-nion directe des sommets IVI et N.
Considérons une force électromotrice E’ dans le côté c et la rela- tion ac = bd
établie ;
on pourrasupprimer f,
et la valeur G ducourant
qui
fait dévier legalvanomètre
se déduira des relationsd’où
En réunissant directement NI et
N (f = o),
le calcul estplus compliqué;
mais onsimplifie,
enremarquant
que l’intensité en-Fig. 13. Fig. 14. Fig. 15.
voyée
en g par une forceE’,
située dans c, estégale
à l’intensitéenvoyée
en c par une forceégale
en g( fig. 14
et15).
Alorsexpression identique
à laprécédente (f = 00)
si arc = bd.On peut remarquer que «
l’application
de cetteproposition
con-duit à des
expressions
différentes pour la valeur d’une méme inten-sité,
en faisant le conducteurf
nul ouinfini,
maisqu’en égalant
ces deux
expressions
on obtient la relationexprimant
que la force électromotrice située dansf
n’envoie aucun courant dans l’autre conducteur. »10. Mesure de l’extra-courant par M.
Rijke.
-Plaçons
(fig. 13)
une force électromotrice E dansf,
une autre E’ en c et245
un
galvanomètre
dans g. Il suffira d’établir entre les résistances a,b,
c, d la relation ac =bd,
pour que E n’envoie aucun courantdans le
galvanomètre,
et alors le courantenvoyé
dans ce même ap-pareil
par E’ ne variera pas, que le circuitf
soit ouvert ou fermé.Si donc E’ est la force électromotrice des courants d’induction en-
gendrés
par l’ouverture ou la fermeture du courantenvoyé
par E dans une bobine formant le conducteur c, les déviations dugalv a-
nomètre en g permettront de mesurer les intensités des extra-cou- rants
qui
prennent alors naissance.11. Mesure de la résistance d’un
conducteur,
ou d’unepile,
ou d’une
ligne télégraphique influencée
par des courants de terreinconnus, par la
simple
déviation d’ ungalvanomètre
de résis-tance
également
inconnue(1).
-Supprimons
lapile
E enf (fig. 13)
etplaçons
unepile
E’ en c; si ac =bd,
le courant en-voyé
par E’imprimera
augalvanomètre placé
en g une déviationconstante, f
pouvant avoir toutes les résistancespossibles
de zéroà l’ infini .
Fig. 16.
Si donc on
place
en c unepile quelconque,
soitseule,
soitjointe
à un
conducteur,
en établissant entre cz et d un rapport déterminé et, faisant varier bjusqu’à
cequ’un galvanomètre g
donne la mêmedéviation,
en ouvrant ou fermantf,
à l’aide d’uninterrupteur (fig. 16),
la relation c= d
b fera connaître c, c’est-à-dire la ré-a
sistance de la
pile,
ou celle de lapile plus
celle du conducteur danslequel
elle est située.On pourra
également
laisser b constant et faire varier dans les (1) H. Mn,NCE, Phi losophical Magazine ( avril 1871).mêmes conditions le
rapport d
des deuxparties
de la dérivationa
a + d établie entre les bornes du
galvanomètre.
Enfin c pourra être une
ligne télégraphique
influencée par uncourant
inconnu,
etalors,
sans introduire d’autrepile
dans le sys-tème,
on obtiendra de même la résistance de cetteligne
ou, dumoins,
comme dans la méthode du n°7,
la résistance de cetteligne plus
celle introduite par l’élément inconnu E’.Cette méthode a sur celle du n° 7
l’avantage
de ne pas faire in- tervenir une nouvellepile
Esusceptible
depolariser
E’.On peut enfin remarquer que cette
disposition
estidentique
àcelle que l’on obtiendrait par l’intervention mutuelle de la
pile
etdu
galvanomètre
dans lafig. 11,
n° 6.12. En
résumé,
les diversespropriétés
du pont, obtenues commeapplication
despropositions
de MNI. Kirchhoff etBosscha,
peuventse résumer comme il suit : Si ac = bd :
La pile étant lacëe
{
1° Dans l’autrediagonale,
courant nul.La pue
étantplacée
dans
une des diagonales.
2° Dans lescôtés,
courantindépendant
de la résistance de l’autre
diagonale.
La pile étant
placée {
3° Le courant dans une desdiagonales dans
undes côtés
... estindépendant
de la résistance del’autre
diagonale.
DE LA FLUORESCENCE
(SUITE ET FIN);
PAR M. E. GRIPON.
Influeizee
de l’état dit corps. - Tous lesplatinocyanures
nesont fluorescents
qu’à
l’étatsolide
leurs dissolutions sont com-plètement
inactives. On trouverait de même que lescomposés
d’uranium sont
plus
fluorescents à l’état solidequ’à
l’état de disso-lutin. D’un autre
côté,
le curcuma, le sucre demalt,
l’anthracènesont très-actifs sous les deux