ÉLECTRICITÉ Histoire
L'électromagnétisme
D'Œrsted à Maxwell
Ayant observé dès le début du xviiie siècle l'aimantation du fer par la foudre, on se préoccupa donc logiquement de savoir s'il existait des rapports entre l'électricité et le magnétisme. C'est une réponse positive qu'apporta en 1819 Hans Christian Œrsted (1777-1851), quand il observa qu'une aiguille aimantée (mobile sur un pivot), placée parallèlement à un fil métallique et en dessous, quitte la direction du méridien magnétique pour se placer perpendiculairement au fil quand ce dernier est parcouru par un courant électrique. L'année suivante, Jean-Baptiste Biot (1774-1862) et Félix Savart (1791-1841) montrèrent que la force agissant sur le pôle (de l'aiguille aimantée) est perpendiculaire à la normale abaissée de ce pôle sur le fil (traversé par le courant) et varie en raison inverse de la distance de l'aiguille au fil. De ces travaux, Pierre Simon de Laplace (1749-1827) déduisit une formule qui porte, cependant, le nom des deux savants précédemment cités.
André Marie Ampère (1775-1836) déduit de ce phénomène un ensemble de principes qui définissent qualitativement et quantitativement le champ magnétique créé par un courant :
– les actions d'un courant sont inversées quand on inverse son sens ;
– il y a une inégalité des actions exercées sur un conducteur mobile par deux conducteurs fixes situés à égale distance du premier et dont l'un est rectiligne et l'autre plié et enroulé d'une manière arbitraire ;
– l'action d'un ou de plusieurs circuits fermés sur un élément infiniment petit d'un courant électrique est perpendiculaire à cet élément ;
– à intensités constantes, les interactions de deux éléments de courant ne changent pas quand leurs dimensions linéaires changent et quand leurs distances sont modifiées dans un même rapport.
À l'aide des expériences précédentes et en observant l'aimantation du fer par les courants, François Arago (1786-1853) inventa l' électro-aimant et Johann Schweiger (1779-1857) construisit son multiplicateur en plaçant une aiguille aimantée à l'intérieur d'une bobine plate parcourue par un courant électrique. Un premier appareil de mesure, « aussi sensible à l'action d'une pile qu'un nerf de grenouille », était ainsi né. Découvertes et applications se suivent alors avec une telle rapidité qu'il est difficile de faire un choix suivant leur importance et leur avenir.
Ainsi, Thomas Johann Seebeck (17701831) met en évidence les effets thermo-électriques (production de courants) qui se manifestent dans un circuit constitué de deux métaux dont les deux soudures se trouvent à des températures différentes. Il devenait donc possible (c'est une étape importante) de transformer l'énergie thermique en énergie électrique.
Georg Simon Ohm (1789-1854) va établir la loi qui porte son nom en montrant que la différence de potentiel entre deux points d'un conducteur est proportionnelle à l'intensité du courant, la constante de proportionnalité, nommée la résistance, dépendant de la nature du conducteur, de sa longueur et de sa section, supposée constante. Ce savant put établir puis généraliser sa loi en remplaçant les piles de Volta par des éléments thermo-électriques (cuivre-bismuth).
Michael Faraday
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Michael Faraday (1791-1867) découvrit vers 1830 les courants d' induction qui prennent naissance dans des conducteurs placés dans un champ magnétique variable, ou qui se déplacent dans un champ magnétique. Les applications de cette découverte constitueront toute l'industrie électrique (génératrices de courant continu et alternatif, éclairage, moteurs, transports d'énergie à longue distance, transformateurs). Faraday crée les mots « électrolyse », « cathode », « anode », « ion ». Il affirme que les atomes de la matière[...]
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Écrit par
- Jacques NICOLLE : ancien directeur du laboratoire de biochimie des isomères à l'École pratique des hautes études
Classification
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