Études sur la distance des poles des aimants

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Submitted on 1 Jan 1902

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Études sur la distance des poles des aimants

C. Benedicks

To cite this version:

C. Benedicks. Études sur la distance des poles des aimants. J. Phys. Theor. Appl., 1902, 1 (1),

pp.302-307. �10.1051/jphystap:019020010030201�. �jpa-00240603�

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graphe Abraham, ^on peut ^aller beaucoup plus loin, ^ainsi que je ^l’ai déjà signalée).

Quant ^aux applications ^des oscillographes, ^elles s’accroissent

chaque jour; ^les premières ^{ont été} Faites pour l’étude de l’arc élec-

trique par l’auteur (2), ^de ~89 ~ à 1898 et, plus récemment, par 1B1M. Duddell et Marchante). Plusieurs industriels les emploient ^pour

l’étude des alternateurs, ^{et des} physiologistes pour l’étude de l’élec-

trophysiologie. ^En Anléridue, Ilotsclikiss, ^{Miliis et Mac} Kittrich en ont tiré quelques résultats intéressants dans l’étude des courants de rup-

ture (’). Devant la Société notre collègue ^1B1 Armagn.at ^{les a utili-}

sés avec succès pour ^une très ingénieuse ^méthode d’analyse ^{des har-} D10niques ^des courbes ^{de courants} alternatifs (3).

On peut dire, ^sans exagération, qu’ils ^ouvrent aujourd’hui ^{tout un} champ d’études nouvelles dans les laboratoires d’électricité et

d’électro-ply-siolog ie ^et les ateliers de construction de machines.

Plusieurs Universités de France et de l’étranger ^{en font, dès main-}

tenant, _usage.

ÉTUDES SUR LA DISTANCE DES POLES DES AIMANTS;

Par M. C. BENEDICKS.

1. Selon la définition généralement acceptée, la distance des pôles

est :

M désignant ^{le moment} magnétique, ^{et m la masse} magnétique ^de

chacun des pôles.

La façon ^de déterminer 31 est bien connue depuis longtemps ; ^on

mesure ln sans difficulté au moyen d’une petite ^bobine d’induction

(1) ^{Sicr° les} ?o°oy°è.s ^des oscillographes (InclusLuie électl’ique, ~1899).

(9) ^A. BLO::BDEL, Recheiches sur l’ccr~c rt couoccnts alter~raali fs 1 Lumièl’e électnique, septembre-octobre 1893;

^{et C.} 1~., décemhre 1898 et mars 1899).

(3> ^{DLDDELL et} lB0152AHCHANT, E~z;~er~imeril

alfeonccte cm°r~eraL ar~cs (Pl°oc. ^lnst. 0/’

Elecf/’lcal EngineeJ’s. Londres, ^février 1899).

(4) 1]o~rsciii;iss et ~IILLIS, l’hysical Revierw, ^t. III ; 1896, p. 49-358; ^{- et t.} I1’, p. 128.

(5) Bulleliii, décembre 1901.

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphystap:019020010030201

303

placée ^au milieu de 1 aimant et reliée à un galvanolnètre balistique

la détermination de 1 &st domc fort simple.

Il existe cependant, ^{a ce que} je ^crois, très peu de déterminations de l ; qui ^ne donnent pas lieu à des objections.

Les travaux de M. l(ohl¡’ausch (1) ^sur la distance des pôles ^ont

fourni des valeurs qui n’ont pas la même signification que 1 ; ^elles

donnent la

distance des pôles équivalente » ^{de M.} I~iecize ~2), ^et

NI. Mcc·ca~~t (~j) ^a, à j jusie ^{titre, insisté sur le fait,} qu e les valeurs de 1V1. ILOj2It’CL2f~~~2 sont considérablement plas grandes (presque ^d’un sixième) que les distances réelles des pôles.

Les mesures de l, eflectuées par 1~I. Ilolboi-it ~’t j, ^{selon la méthode}

de M. (déterminations ^{de M au} 1110yen d’une ^bobine cylin- drique longue), ^ne peuvent pas ^non plus ^être considérées ^commue strictement correctes, ^comme je ^le ferai voir dans ^ce qui ^suit.

Dans ^un travail, ~r~zCe~’scht~yaJe3a c‘cT~ce~ d~yz Po!abstcinl ~~ZC~,r~neti-

si~~Ce~° CyZi~z·~er~, j’ai publié, ^{dans le} I3iha>ij ^{t. k.} ~S~vens°kc~ Tlet.-

~t~~ 77~~. 27, 1, ^n° 05, 1902, Stocl,,Itolrn, quelques ^détermina-

tions de la distance des pôles d’aimants de diverses dimensions..

En renvoyant, pour les détails, ^{à l’endroit} cité, j’indiquerai

ci-dessous brièvement ce qni ^me parait ^{avoir le} plus ^{d’intérêt.}

2. Quant à la méthode de M ~l~Icz.~cccoC pour la détermination de M, elle doit donner des valeurs exactes, si : 1° le diamètre de la bobine l’est pas sensiblement plus grand que ^{celui de} l’aimant, et si : ‘~° il n’y ^a

pas des tubes de force sortant par les faces planes ^du cylindre. ^Ces

deux conditions n’étant pas d’ordinaire réalisées, ^{il mie} paraît (voir ^1, c.,‘, que M doit devenir trop grand ^{si le diamètre de la bobine}

ne diffère pas sensiblement de celui de l’aimant, et, ^au contraire~

trop petit si la bobine est plus large. ^{C’est ce} qui ^{a été} confirmé par des expériences ^que j’ai ^{faites sur deux aimants} cylindriques (10 ^{X 0,65 et 5 y 0,65} centimètres). ^{Avec une bobine aussi}

étroite que possible, j’ai ^trouvé, selon la méthode de ~1. 3~sc~, M

319, ^{et ~1}

lfi7, tandis que ^{les moments} vrais, délcrn1inés par la méthode magnétométrique, ^{étaient 511,9 ,eL 1 il, i, c’est-à-}

(1). J. KOHLlLBl~Cll et ~~’. H:~LLOaK, W~.~~.,2~,p.41i;188i;2013F.etBV.KonL-

RACSCH, t~’iecl. Ana.. 27, p. lJ; 1886.

(2) ^E. RIECKE, Po~ ~. Ann., 149, p. 63 ; 1813;

1~’iecl. ~j ~zn., 8, p. ‘?90 ; ^18î9.

(3) ^E. NIASC-51;.r. Cu~y~te~ ^Rendus. 10i, p. 635; 1881 ;

13~m~., ^{1Vied. _lnn., Il.}

p. J52 ; W8‘~ ;

^{Ann. cle} Cl~ioc. et de I’la7ls., ^6e série, 18, p. 1. 1884;

11~I_~s~.~~na~r.

Tl’ailé de magnétisme te~n°estr°c~, 1~OO. p. 82.

(~) ^L. HoLaolw, ~il:.un~sber- ct.~3~ccd d. 1~’~sse~zscra ~ ftera

Hedin, 18B8, 1, p. ^1:JU’.

304

dire que l’erreur ^{était de} + 1,~~~" ^et + 4,2 0 /0. ^{Avec une bobine}

un peu plus large, «diamètre 0~,935) ^{et de la même} longueur (40 centimètres), l’erreur était de 3,3, ^et

5,2 0/0. ^{Comme on} pouvait s’y attendre, ^la différence est particulièrement remarquable

pour l’aimant le plus ^{court ; mais il est évident} qu’il ^{faudra tou-} jours employer ^{la méthode en} question ^{avec la} plus grande pré-

caution. Sans cela on pourra arriver ^à des résultats aussi curieux que celui ^{de M.} 77b~o/’~, qui ^{a trouvé, en cas} d’aimantation te111po- raire, que la distance des pôles ^d’un cylindre ^{d’acier, mesurant}

15 centimètres de longueur, ^serait 16,53 centimètres, c’est-à-dire que le centre de gravité ^{des masses} magnétiques serait situé en deh~~n.~

de l’aimant, ^ce qui ^ne pourra guère ^{être correct.}

Il paraît ^donc préférable d’employer, pour la détermination de ~’1, la méthode n1agnétométrique, qui ^est susceptible ^d’une grande pré

cision.

On remarquera que la formule (1) pourra s’écrire :

~ désigne l’intensité d’aimantation moyenne (qu’on ^{obtient en divisant}

M par ^le volume de l’aimant), ^{et Jbal} l’intensité d’aimantation du

milieu, que ^l’on calcule à l’aide des déterminations balistiques, ^exé-

cutées sur le milieu de l’aimant au moyen d’une petite bobine d’in-

duction ; ~ ^{est la} longueur de l’aimant.

La formules (~~ peut s’écrire, ^{avec une} approximation excellente,

où Bmoy ^{est la} valeur moyenne de l’induction, ^{et 8~~~~~ sa valeur maxi-}

mum au milieu de l’aimant. On obtient Bmoy ^{en étudiant} la distribu- tion de l’induction le long ^de l’aimant, ^au moyen d’une petite ^bobine, placée ^sur différents points ; on mesure l’aire embrassée _par la

courbe, qui représente ^cette distribution, ^{et la} ligne ^{droite choisie}

pour ^{axe ; en} divisant cette aire par ^la longueur ^de l’aimant, ^{on a} Bmoy [Voir ^{le travail de 1 Z.} Gin (’ ) ^{sur la} distribution de l’induction

magnétique ^{dans les} cylindres ^de fer].

~ ~ __ _-_- - - -

(l) ^J.-L.-BV. Giu, l’7cil. l~tTc~y., ^5° série, 46, p. i18 ; ^1898.

305

Cependant ^{on trouve} B’iloy d’nne manière beaucoup plus simple, ^si

on emploie ^{une bobine} cylindrique ^{de la’ ~Zéyne ZonJz~eur lue 1’ai-}

r¡nant J’ ^la détermination de 1 se fait donc, ^selon la formule (3), ^absolu-

ment comme l’a indiqué ^M. 111asca~°t; ^{seulement la bobine} cylindrique (qui ^{doit être} aussi étroite que possible) ^{ne doit pas} dépasser ^l’ai1nant

en ~0~/~e~r.

Sauf pour ^une détermination de contrôle, je ^{me suis servi de la}

formule ~‘~) ^{dans les} expériences que j’ai ^{faites et dont} je ^citerai quelques-unes.

3. ])eux aiinants ~~er°r:ze~net2ts ^et cylindriques, de dimensions iden-

tiques (10 ^Xi centimètre;, ^avaient respectivement ^{les moments 709,5} et857,6 C. G. S. La distance des pôles ^était L _IJ ^0,72J pourl’un,0,751

pour l’autre. On voit, ^{comme l’a} déjà fait remarquer M. iuascart, que la distance des pôles ^{n’est nullement} constante ; ^elle diffère sensi- blement de la valeur 5 = 0,833 de 31. Kohlrau8ch.

6

4. Deua~~ cylindres (20 ^X 0,8 centimètre) ^{n° 1 de fer} doux, ^{n° 2} d’acier à 0,9 (~,~0 ^de carbone, ^{et sounlis à des} champs H, ^extérieurs (non corrigés pour la désaimantation), ^{ont donné les} distances des

pôles suivantes :

T ,

Comme on le voit, ^{la distance des} pôles augmente considérable- ment à une aimanta lion croissante ; ^on pouvait s’attendre que t

_L

fût plus grand pour le ^n° 2, ^{dont la} susceptibilité ^{est moindre, mais}

cela n’était pas le ^cas. Pour des aimants permanents, section carrée

(20 ^{X 1 X 1} centimèti°el, 1Y1me Curie (1) ^{a trouvé des} valeurs variant de 0,72 ^à 0,84, c’est-à-dire bien rapprochée ^de celles-ci : -.

5. Quelques déterminations, effectuées sur trois échantiZ~o~~2s cte /~?’ cylindriques (14,1 ^{X 0,4} centimètre) : ^un cylindre plein ^et

deux paquets de fils du diamètre de 0,78 resp. 0,20 millimètre, (1) 1I~°e SpLODowsKA CURIE, ~3zcll. ~’uc. cL’L,r2cu2coa~~e~nent p. l’ Indusll’ie ncz~., III,

p. 36, 1898;

^The ilelc~LLy,~ccplzisf, 1, 107j ^1898.

306

ont montré que la distance des pôles ^,si plus grande pour les paquets ^et augmente ^{à mesure} que le diamètre des fils décroît. Il s’ensuit que l’intensité d’alnlantallon du I21t11eL~ des échantillons peut être la même pour ^un cylindre plein ^et pour des paquets ^de fils conformément ^aux recherches de M. Ascnli (f), ^tandis que le

1no¡nenl est sensiblement supérieur pour les paqnets.

6. Dans la ~’~. ^{1 sont} représentés ^les changements de la distance des pôles ^d’un cylindre ^{dont la} 1072cJZte2c~’ ^{est ~3C~U} fuis ^le c~icrj~~él~°c.

On a pris ^pour abscisses les différentes intensités .de champ ^{H et} pourordonnées l~ ainsi que 1a "b "1’ ,

(

~ hal) ^{On voitqlle}

pour ^or

onnees t: ^{aInSI que a susceptl 1 ¡le ff,}

^{H’ n volt qne}

;;- ^{présente un minimum t1-ès} accusé pour H = 5 (.,. G. S., correspon-

~ ^,

dant au maximum, ^{tout aussi} accusé, ^{de la} susceptibilité. ^Cette

corrélation entre la distance des pôles ^{et la} susceptibilité, déjà ^rele-

v ée par ~I. Holborn, ^montre que le facteur démagnétisant, ^cause

réelle des variations de l, ^{est d’autant} plus ^fort que la susceptibilité

est plus grande (2),

(1) ^!B1. AscoLi, Re;zclic. ~..4c~. d, Lincei, 6, 2, 129; 1897, ^etc.

(2 ) ^{Ce résultat est} concordant avec celui de 1B1:B1. G.-F.-C. 8EBnLE et F.-G. BFl)POr~D,

Tlae li~eusu~°ertzent o,f 1nagnetic Ilyslel’esis (Ilhil. l’z°ccns., A. 198, p. J3; 902j ; ^la

flg. 18 du mémoires de ces savants indique ^{bien nettement} que ^le cltamp ^déma-

gnétisant (4) suit les variations de la perméabilité (pL

^17tk + 1,.

307

J’ai utilisé les déterminations sur ce cylindre pour ^une correction nécessaire des facteurs démagnétisants ^de M..Mccmz (~).

7° Si l’on construit deux courbes hystérétiques pour le même

cylindre ^{d’acier, l’une} par la ^méthode magnétométrique (:>mllgn - 1-1),

l’autre par voie balistique ^{sur le milieu du} cylindre (--3bai

II), ^on obtient, par ^une construction graphique ^fort simple (2), ^{une courbe de}

la distance des pôles, qui ^est douée d’une hystéres’is ~c.5vs~~.~ ~~~~ono~2cée.

M. A~2,g’~Stî’~)~i2 (3w ^a nouvellement conclu, ^{de ses} observations sur l’hys-

térésis du fer, ^{exécutées au} moyen du tube aux raies cathodiques

de 1lI. Braun, ^à l’existence d’une liystérésis ^du déplaeement

des pôles. Il résulte des reclierclies déjà citées de MM. ~S~~e et

Bedford, que le champ démagnétisant, qu’ils ^{ont déterminé au}

moyen d’un arrangement magnétométrique, présente ^une hystérésis

très marquée ; ils attribuent ce phénomène ^à l’existence des pôles secondaires, ^{situés entre les} pôles ordinaires et du signe contraire à celui de ces derniers.

L’INFLUENCE DU MAGNÉTISME SUR LA CONDUCTIBILITÉ CALORIFIQUE ^DU FER;

Par M. DÉSIRÉ KORDA (4).

,

En examinant la théorie de l’effet du champ magnétique ^{sur les}

réactions chimiques ^des solutions de sels de fer, l’idée m’est venue

de rechercher si le champ magnétique n’influait _pas également ^sur

la conductibilité calorifique des corps ferromagnétiques. ^Les expé-

riences que j’ai entreprises ^{dans ce but avec le concours dévoué de}

mon ami, ^1~T. Rhoné, ^{sur des} disques ^{et barreaux en fer doux ont con-}

firmé mon raisonnement et m’unt conduit ^aux résultats suivants : La con luctibilité calorifique ^{du fer doux} éprouve ^{une diminution}

dans la direction des lignes ^{de forces} magnétiques ^{et reste,} par contre, ^sans changement ^{dans la} direction des lignes équipotentielles, indépendamment ^{du sens} de la force magnétisante.

Ce dernier fait, que l’influence du magnétisme ^ne dépend pas du flux magnétique, ^semble indiquer, si toutefois il n’est pas le résultat

.

(l) ^C. I3wEDichs, ^{Uebel’ die} Ej2tr~2cc~x~etisij~unçls fccctu~°e7t hreisc°ylincloische.

a~t~xhe (l~on. ^dei- illtysik, ~’1, p. 726; 1901);

Bilcan~~. ^{1. Ii.} Svensko J’et.-Akadi llandl., 27, 1, n° 4; ^1~02.

(2) ^L. c., p. ^21.

(vl ^K. ~ï~GS~r~O~a, ^{~iehe~° ein} objective Da~°stellzc~~y ^cle~° llystel’esis-Kul’ven ^ben

Eisen und Icahl., Ofu. ^K. T’et.-lllîad. h’«~°lc. Stohhohn, 18~H), ^m° 4, p. ^2~H.

(4) Séance de Société f’~~ccnçvcise ^de Physique ^{du 13} février 9s9~’.