Les lois fondamentales de la viscosité magnétique. Influence des

Les lois fondamentales de la viscosit´e magn´etique.
Influence des subdivisions du noyau
Ch. Lapp
To cite this version:
Ch. Lapp. Les lois fondamentales de la viscosit´e magn´etique. Influence des subdivisions du
noyau. J. Phys. Radium, 1926, 7 (8), pp.230-239. <10.1051/jphysrad:0192600708023000>.
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LES
LOIS
FONDAMENTALES
DE LA VISCOSITÉ
MAGNÉTIQUE
INFLUENCE
DES SUBDIVISIONS
DU NOYAU
par
M. Ch.
LAPP,
Institut de
Physique
de
Strasbourg.
Sommaire. 2014
On
représente
les
variations
visqueuses
par
des
expressions
de
la
forme :
Le
degré
de
viscosité des
éprouvettes
dépend
des
traitements
thermiques
(trempe,
recuit),
du
vieillissement,
etc.
Il
importe
de mettre en
évidence,
dans
l’expression
indi-
quée,
quels
sont
les
termes
susceptibles
de
représenter
les
qualités
intrinsèques
du
métal,
d’une
part,
et le
degré
de viscosité
qu’il
peut
acquérir,
d’autre
part.
Deux
lois de
symétrie
par rapport
au
champ
coercitif
caractérisent
le
phénomène.
Ce
sont :
1°
la loi
quadratique
des
rapidités
2°
la
loi
linéaire des
amplitudes
Dans
l’expression
générale
la variable est l’induction
finale :
B~.
Les coefficients
K
et
A
sont
indépendants
du
degré
de viscosité.
Les
coefficients
03BBc
et
03B1c
expriment
le
degré
de
viscosité.
La
variation
visqueuse
dans le
champ
coercitif
servira
de base aux
comparaisons
ultérieures
(ampli-
tude
03BB,
et
rapidité
03B1c).
Le
coefficient
K
caractéristique
du
fer
électrolytique
vaut,
en U.E.M.
cgs :
En diminuant
progressivement
la section
droite de
divers
anneaux,
on
trouve
que
l’am-
plitude, rapportée
à une
section
droite
de
1
cm2,
est constante.
Dans le
plan
HB,
les
cycles
lent
et
instantane
ne
dependent pas
de
l’etat de division du
noyau.
C’est seulement la
loi de
variation
entre les
deux
cycles
qui
en
dépend :
la
rapidité
est
liée à la section
S
par
la
relation :
L’auteur
insiste
sur
la
nécessité
d’opérer
sur des
éprouvettes
dont
les
propriétés
magnétiques
ne sont
pas
altérées
par
le travail
mécanique,
faute de
quoi
les
comparai-
sons
n’ont
aucun
sens.
1.
Introduction.
-Pour
représenter
les
effets de
la viscosité
magnétique,
on
peut,
avec
avantage,
utiliser
les
cycles
limites
d’hystérèse
alternative
(i).
Le
cycle
classiqpe
est
obtenu
par une
variation lente du
champ
inducteur
(d’où
son
nom
de
cycle
lent),
ou bien
en atten-
dant assez
longtemps
dans
un
champ
donné
pour que
la variation
visqueuse
soit
terminée.
Le
point
de
départ
de
toute
variation
visqueuse
s’obtient
par
extrapolation
à
l’origine
des
courbes
expérimentales
représentant
les variations de l’induction en fonction du
temps
dans
un
champ
faible
(en général
de
l’ordre de
1
gauss).
On
obtient ainsi
le
cycle
instantané.
L’aimantation suivrait
ce
cyle
au
cours
d’une
variation
infiniment
rapide
du
champ
inducteur.
1
Pratiquement,
les courants
induits
s’opposent
à toute variation
instantanée. Au
moyen
d’un
hystérésigraphe,
qui
permet
l’observation
directe des
cycles.
j’ai
montré
qu’on
peut
(1)
CH.
Viscosité
magnétique,
J.
Ph!J.,.,
t.
4,
(1923),
p.
Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphysrad:0192600708023000

231
obtenir,
dans la
praticlue,
un
cycle
dont
le
eli,-iiiip
coercitif
croit
il
mesure
que
la
vitesse
de variation du
champ
inducteur
augmente,
et
tend
vers
une
linut’j
(1).
Cette
limite
est
le
cycle
instantané fourni
par
les mesures
de viscosité au
moy 211
do
la
zuatlm
1 t’
du
tore.
Dans un
champ
donné,
l’iiiduiction
lue sur
le
cycle
instantané est
dite
taiiée j
sur
le
cycle
lent,
elle est dite
induction
finale.
Les
recherches
entreprises
par
Ewing,
Bernini,
etc.,
au
moyen
de la méthode
unipolaire,
permettent
d’affirmer
que
des
b’ajets rapides
accompagnent toujours
des lents.
On
peut
donc
rencontrer une
induction
(inale
sur un
cycle qui
n’est pas
liJnite.
On
se
rappelle que
dans
le
fer
électrolytique,
le
cycle
instantané s’écarte du
cycle
lent
pour
des
champs
inducteurs
conlpris
entre
-~- ~
et
-
10
gauss,
ou
pour
des
inductions
de
~- ~0000
à
-
gauss.
Au
delà et
en
deçà
de ces
limites,
les
cycles
sont
confondus.
Il
en résulte
que
la
loi
d’approche
à
la
saturation est la môme
pour
le
cycle
lent et
pour
le .
cycle
instantané,
et
que
la viscosité se
produit
pendant
les
variations il’r{Bversibles
de
l’aimaiitatioii.
Ce
qui
caractérise
le
mieux
le
cycle
instantané est la
grandeur
du
coerciti f
cjui peut
atleindre
12
gauss.
(Rernarquolis
que
le
champ
coercitif
du fer
électro-
lytique
brut,
iioii
recuit
et à
peu
près
dénué de
viscosité,
est aussi
de
12
gauss). Mais
le
champ
coercitif
instantané est variable sllivan les traitelllents
que
le
fer a subis
(recuit,
trempe,
etc.),
et le
cycle
instantané
comparé
au
cycle
lent t est seulement
un
moyen
commode
de
représenter
le
degré
de viscosité d’une
substance.
Dans la construction du
cycle
instantané,
du
phénomène
visqueux
seulement
entre en
jeu.
Il est commode de
représenter
la variations
visqueuse
par
une
relation
de.la
forlne :
dans
laquelle,
par
définition,
l’aniplitude
est j,. Le coefficient dtt terme en t -dà
développe-
ment de
1&#x3E;,t)
est la
rapidité
a.
Les
courbes,
dites
logaritholiques :
exprimant
les variations de en fonction
du
temps
sont
précieuses,
car,
extrapolées
à
l’origine,
elles
fournissent les
logarithmes
de
l’amplitude
A
(X
est
connu
avec une
précision
de
3
p.
100)
et la
pente
de leurs
tangentes à
l’origine
donne la
rapidiié a
(précision 5
p.
2.
Les lois de la viscosité : la
logarithmique rectiligne.
-
Dans les
articles
précités,
j’ai reproduit
des familles
de courbes
visqueuses
et’
logarithmiques.
Elles sont
comparables
à celles
que
Fou obtient
en étudiant la
cOlnpressibilité
des
gaz,
et les lois
liant
ces
courbes
les unes aux
autres
présenteraient,
pour
la viscosité
magnétique,
l’intérêt
de
la loi de
Mariette
pour
les
gaz.
Ces
lois ont été recherchées
par
plusieurs
auteurs,
notamment
par
Bernini
(3).
Dans
la
famille
des courbes
logarithmiques,
l’une
d’entre
elles est
rectiligne
(20 points
ont été
mesurés).
J’ai
été
frappé
du
fait
que
la
logarithmique
rectiligne
se trouve dans
un
champ
très
voisin
du
champ
coercitif.
En
réalité,
le
champ
de
la
logaritllmique
rectiligne
ne
coïncide
pas
avec le
champ
coercitif,
car le
cycle que j’utilise
dans les
expériences
n’est
pas
véritablement
«
limite »
(ce
champ
maximum
est 60 à i00
gauss).
Mais
j’ai constaté, par
des
expériences
soignées,
que
l’accroissement
du
champ
maximum
augmente
légèrement
le
champ
coercitif
du
cycle
sans
que
le
champ
de la
logarithmique
soit t
changé.
Il
est
donc
permis
d’admettre
que,
si le
cycle
passait
par
la
saturation,
le
petit
écart
de
i/iO
gauss
que j’ai
constaté
entre les
deux
champs
n’existerait
pas.
J’admets
donc
qu’en
ce
qui
concerne
la
viscosité,
le
champ
coercitif
est
confondu avec le
champ
de
la
logarithmique
rectiligne.
(1)
Cn.
HY5térésigraphe,
,l.
Plys.,
t.
6
(1925),
p.
166.
1,2)
(’i1JWntu,
t.
2,
3, 4,
7,
8,
11
,,911
à
1916).
’

232
3. Étude des
rapidités
(1).
-
On
se
rappelle
que
les
courbes
logarithmiques
sont
fort
peu
cintrées dans les
faibles
champs
positifs
et
négatifs.
Dans
les
champs
voisins du
point
d’inflexion
du
cycle
lent,
une forte
courbure
positive apparaît.
Elle
clisparait
dans
le
champ
coercitif,
puis
elle se
produit
en sens
inverse dans les
champs négatifs
croissants.
La
variation
visqueuse
est d’abord lrès
rapide
dans les
champs
faibles,
puis
elle se
ralentit
et
le
phénomène
devient
plus compliqué.
Dans le
champ
coercitif,
la
rapidité
est
la
plus
faible
en même
temps
que
le
phénomène
devient
simple.
Dans
les
clamps
négatifs
croissants,
la
rapidité
augmente
assez
vite.
J’ai trouvé
une
relation
simple
de la
a
avec
l’induction
B,~ .
Dans
la
figure
1,
j’ai
représenté
la
variation de la
rapidité
en
fonction
de la déviation
finale sur
Fig, i.
’
l’échelle
galvanométrique.
J’ai choisi trois courbes relatives
aux
tores
A2, Bi, Ci,
dont les
dimensions
et surtout
les viscosités
étaient très
différentes,
ainsi
qu’en
témoigne
le
tableau
de
leurs
champs
coercitifs
instantanés
(Tableau
I).
TABLEAU
I.
’
Les nombres de la
figure 1
ont été réduits à
ce
qu’ils
seraient
pour
un
tore
de 1
cm
carré
de section
droite.
Les
points
se
placent
d’une
manière
très satisfaisante
sur
des
,
paraboles (on peut y
vérifier
la
loi
du
diamètre
rectiligne).
D’autre
part,
en
décalquant
ces
courbes
et
en
les
superposant,
on
constate
que
les
écarts
sont
compatibles
avec les
erreurs
d’expérience.
On
peut
donc admettre
que
le
paramètre
des
est
le
I)ouî-
ces
(1)
Voir
fig.
5,
J.
Phys,
t. 4
(1923),
p.
362.

233
tJ’ois ce
qui
est t
remarquable,
étant donné
les
yiscosités
très
inégales
de
ces
anneaux.
Les
paraboles
peuvent
donc être
représentées par
la relation :
En vertu de
la
remarque précédente
sur
le
champ
de
la
logarithmique
rectiligne,
la
différence entre la
déviation finale
3 ~
et celle
qui
correspond
au
champ
coercitif,
n’est
pas
autre chose
que
l’induction finale
/,
mesurée,
comme
d’habitude,
sur le
cycle
d’aiman-
tation.
On
peut
donc
écrire,
en
donnant
à la
constante
une valeur
convenable :
qui exprime
la
loi
quadratique
des
l’accroissement de la
àCie
sa
valeur
dans le
ch(tjïil) coenciti f
est
aiz
calTé de
l’irirliietioît liii(ile.
Le
coefficient
de
Ii
est
indéjJendant
du
degré
de
viscosité
de
Il
apparaît
donc
comme un
«
invariant
de viscosité
»
et
je
le
considère comme
un
coefil-
d’une
substance,
en
l’espèce,
le fer
électrolytique.
.1.
Valeur du coefficient K du fer
électrolytique. -
Les mesures ont
été
effectuées
sur la famille des
logarithmiques
du tore
C~,
qui
possédait
une très forte
viscosité. Les
courbes
visqueuses
et
logarithmiques
ont été
relevées avec
le
plus grand
soin en vue de
cette
détermination. Dans
le Tableau
Il,
on
trouve,
en
face
du
champ
inducteur
Ir,
la valeur de
l’induction
finale
B~
correspondante,
en
gauss,
et celle de la
rapidité
mesurée
comme
étant
la
pente
de la
tangente à
l’origine
des
logarithmiques
(’).
La
dernière
colonne
donne le
rapport
20132013.
©n
voit
que,
sauf
dans
lo
champ -
0,40;’)
gauss,
les nombres
ne
diffèrent
H200
.
de
leur
moyenne
que
de
!/,
précision compatible
avec la
méthode
graphique.
La
moyenne
de ces
nombres est :
Pour
avoir
la
valeur en unités
cgs,
il
faut
tenir
compte
de
ce
que
les
unités
expéri-
mentales
de
temps
sont
0,33
seconde. Il
vient donc :
A"=
U.E.lB1.
cgs,
sensiblement
K== 10-~ U E.M.
cgs,
dans le
fer
électroly tique.
TABLEAU Il.
(1)
Dans
nombre
de
comparaisons
ultérieures,
je
simplifierai
la mesure
de
la
rapidité ?
en
substituant t
à
la
détermination de la
pente
de
la
tangente
à
l’origine
des
logarithmiques,
celle
de
l’écart
entre
cette
tan-
gente
et l’axe
vertical
à
une distance
donnée
de
l’origine.
On
a
ainsi
l’inverse
d’une
grandeur
que
j’appellerai
li,
elle-mérne
proportionnelle
à
la véritable
rapidité
x.