Action de cycles de tension sur l`aimantation du fer

Action de cycles de tension sur l’aimantation du fer
Ch. Maurain
To cite this version:
Ch. Maurain. Action de cycles de tension sur l’aimantation du fer. J. Phys. Theor. Appl.,
1908, 7 (1), pp.497-506. <10.1051/jphystap:019080070049700>.<jpa-00241333>
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497
ACTION
DE
CYCLES DE
TENSION SUR
L’AIMANTATION DU
FER ;
Par M. CH.
MAURAIN.
Lorsqu’on
produit
un
cycle
de
tension
sur un fil de
fer soumis
à un
champ
magnétisant,
l’aimantation du
fil
est
modifiée ;
dans ces
modi-
fications
on
peut
distinguer,
comme dans
celles dues aux
cycles
de
torsion,
deux
parties,
modifications
irréversibles et modifications
fixées
ou
cycliques;
si,
le
champ
magnétisant
étant
maintenu
fixe,
on
produit
un
cycle
de
tension,
l’aimantation
est
portée
à
une valeur
eii
général
différente de sa
valeur
initiale ;
un deuxième
cycle
de
tension
identique
au
premier
produit
une variation
de
l’aimantation
plus
faible
que
la
première,
et,
après
un
certain
nombre
de
cycles,
l’aimantation
est
fixée,
c’est-à-dire
qu’elle reprend
la même
valeur
après
de
nouveaux
cycles
de
tension ;
mais
elle
parcourt
elle-même,
pendant
qu’on
effectue le
cycle
de
tension,
un
certain
cycle
fermé. Les
phénomènes
sont ici
plus compliqués
que
pour
la
torsion,
à
cause
du
renversement,
découvert
par
Villari,
dans le sens des
effets
d’une
tension
sur
l’aimantation,
renversement
qui
se
produit
pour
une cer-
taine valeur du
champ
magnétisant.
Je me
propose,
dans
le
mémoire
actuel,
de
montrer,
ainsi
que
je
l’ai
déjà
fait
pour
la
torsion. (1) ,
comment la considération
des courbes
normales ou
anhystérét£ques
cl’ai1nantat£on
permet
de
préciser
et
de
prévoir
dans tous les cas les effets
d’un
cycle
de tension sur
l’aiman-
tation.
Courbe
normale
ou
anhystérét£que
d’ccÚnantat£on
obtenue
par
Z’cLC-
tion
de
cycles
de tension.
-
L’action
répétée
de
cycles
de
tension
identiques,
de
limites 0 et
T,
sur
un
fil
de fer
soumis à
un
champ
magnétisant
donné,
conduit l’aimantation
à
une certaine valeur
limite;
cette valeur limite
dépend
en
général
de
l’aimantation initiale
et de
l’amplitude
T
du
cycle
de
tension;
mais,
si T est assez
grand,
la
valeur limite de l’aimantation
est
bien
déterminée,
toujours
la
même
quelle
que
soit
la
valeur
initiale.
Dans ces
conditions,
il
correspond
à
chaque
valeur du
champ
magnétisant
une valeur
limite
bien
déter-
minée
de
l’aimantation,
et,
si
on
opère
ainsi
pour
différentes valeur’s
du
champ,
on obtient
une courbe
d’aimantation bien
définie,
qui
(i)
J.
de
Phys.,
41
série,
t.
Y,
p.
380-389: mai 1907.
J.
de
Phys.,
4e
série,
t.
VII.
(Juillet
1908.)
33
Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphystap:019080070049700

498
rentre
dans
la
catégorie
des
courbes
normales
ou
anhystérétiques
d’aimantation
obtenues
en
réduisant,
par
des
procédés
variés, l’hys-
térésis
magnétique.
Mes
expériences
ont
été faites
avec un
fil
de
fer,
dit
fil
de
clavecin,
de
0-111,46
de diamètre
et environ
50
centimètres
de
longueur;
l’ai-
mantation était
mesurée
parla
méthode
magnétométrique
unipolaire.
Le
fil
a
d’abord été écroui
par
une
tension
prolongée
de
6
kilo-
grammes
(soit
36
kilogrammes
par
millimètre
carré
de
section) ;
dans la suite
des
expériences,
il
n’a
jamais
été soumis à une
tension
supérieure
à
6
kilogrammes.
Les
cycles
de
tension
étaient
obtenus
par
écoulement
lent
de
mercure
dans un vase ou hors du
vase,
et
terminés
en
soulevant
ou
en
abaissant le
vase lui-même
au
moyen
d’un
support
à
crémaillère;
quand j’avais
à
effectuer successivement
un
grand
nombre de
cycles,
je
me
contentais
de
soulever
et
abaisser
lentement
le vase
à
la
main.
J’ai déterminé
pour
ce
fil la
courbe
anhystérétique
d’aimantation
obtenue
par
l’action
répétée
de
cycles
de
tension
de limites
0-6 kilo-
grammes ;
la
réduction
de
l’hystérésis
par
l’action
de ces
cycles
est
complète
pour
les
champs supérieurs
à
15
gauss
environ,
et
par
suite cette
région
supérieure
de
la
courbe
anhystérétique
est
parfai-
tement
déterminée;
au-dessous de
15
gauss,
la
réduction
de
l’hysté-
résis n’est
pas
tout à fait
complète;
la
partie
correspondante
de la
courbe
anhystérétique
n’est donc
pas
entièrement
déterminée
par
l’action
unique
des
cycles.
Nous
allons voir comment
on
peut
l’obtenir.
CompaTa£son
des
courbes
anhystéj’étiques
obtenues
respect£vement
par
l’action
des
cycles
de tension
ou
par
l’action cl’un
magné-
tique
alternatif
clécî-oissant.
-
On
peut
réduire
complètement
l’hys-
térésis
magnétique
en
superposant
à
l’action de
chaque champ
magnétisant
celle d’un
champ
magnétique
alternatif
d’amplitude
initiale
suffisante
et
décroissant
jusqu’à
zéro ;
la
courbe
anhystéré-
tique
obtenue
ainsi
avec
le
fil
de fer
étudié
ici,
à
tension
nulle,
et
qui
est
parfaitement
définie,
est
représentée
(fig.
i)
en trait
pointillé
(courbe
C’).
Si,
en
chacun de ses
points,
on
fait
agir
des
cycles
de
tension de limites 0-6
kilogrammes,
on constate
une
petite
augmen-
tation
de
l’aimantation,
mais
il
suffit
de
quelques cycles
de
tension
pour
amener l’aimantation
à
une valeur
limite fixe. La courbe
C,
en
trait
plein,
représente
le lieu
des
points
ainsi
obtenus;
au-dessus de
15
gauss,
c’est-à-dire
dans
la
région
où on
peut
obtenir
la
réduction
complète
de
l’hystérésis
magnétique par
des
cycles
de
tension
0-6
kil06

499
grammes,
les
points
de
cette courbe
C
coïncident
parfaitement
avec
ceux
qu’on
obtient,
comme
je
viens
de
l’exposer,
par
l’action
unique
de
cycles
de
tension ; et,
en
effet,
comme
je
l’ai dit
plus
haut,
chacun
de ces
derniers
points
est
indépendant
de
la
position
du
point repré-
sentatif de
l’aimantation
au moment
où
on
commence à
faire
agir
les
cycles
de
tension;
or
prendre
le
point
initial
sur
C’,
c’est
prendre
simplement
un
certain
point
initial
particulier.
Ainsi,
dans
toute
cette
région,
la
courbe
C
représente
la
courbe
anhystérétique
définie
plus
haut.
D’ailleurs,
dans
la
région
correspondant
à
des
champs
inférieurs
à
15
gauss,
pour lesquels
la réduction
de
l’hystérésis
par
les
cycles
de
tension
n’est
pas
tout
à fait
complète,
la
courbe
C
est intermé-
diaire
entre les
points
limites
inférieur
et
supérieur
qu’on
obtient
dans
cette
réduction
incomplète
de
l’hystérésis,
lesquels
sont d’ailleurs
peu éloignés,
de
sorte
que
dans cette
région
encore on
peut
consi=
dérer
la courbe C
comme
représentant
la courbe
anhystérétiques
correspondant
à
la tension.
Ainsi,
la courbe
anhystérétique correspondant
à
l’action
de
cycles
de tension
est
un
peu
au-dessus
de
la courbe
anhystérétique
corres-
pondant
à
l’action
d’un
champ
alternatif décroissant.
Quand
on veut
obtenir
un
point
de
la
première,
le
plus
simple
est
d’obtenir
d’abord

500
le
point
correspondant
de la
seconde,
ce
qui
n’exige
qu’une
manoeuvre
de
rhéostats ;
il
suffit alors
de
quelques
cycles
de
tension
pour
obtenir
le
point
cherché,
tandis
qu’il
en
faut
un
grand
nombre
si
on
opère
indirectement.
Cas
de
cycles
de
tension
d’aniplitude
’infér£eure
à 6
kilogr’ammes.
-
De tels
cycles
ne
réduisent
complètement
l’hystérésis
magnétique
que
pour
des
champs
magnétiques
d’autant
plus
élevés
que l’ampli-
tude des
cycles
est
plus
faible.
Ainsi,
pour
le
fil
étudié,
des
cycles
de
limites 0-3
kilogrammes
ne
réduisent
complètement
l’hystérésis
qu’au-dessus
d’environ 35
gauss.
Dans les cas où la réduction de
l’hystérésis
est
complète,
les
points
limites
obtenus
sont,
aux
erreurs
de
lecture
près,
sur
la
courbe
anhystérétique
C.
Dans
les
cas où la
réduction
est
incomplète,
les
points
limites inférieur
et
supérieur
comprennent
entre eux
la
courbe
(:.
On
peut
donc
considérer,
au
moins
très
approximativement,
la courbe
C comme
représentant
la
courbe
anhystérétique
d’aimantation
correspondant
à
tous les
cycles
de tension
d’amplitude
inférieure ou
égale
à 6
kilogrammes ;
il
n’en
est
pas
tout
à
fait de
même
pour
la torsion : les courbes
anhysté-
rétiques
correspondant
à
des
cycles
de torsion
de
différentes
ampli-
tudes
diffèrent
un
peu,
très
peu cependant.
C’est
cette
courbe
C,
que
j’appellerai pour
abréger
courbe
anhystérétique
par
tension,
qui
va
intervenir
dans
la
suite
de
ce
mémoire.
Action irréversible
d’un
cycle
de tension.
-
Cette
action irré-
versible est facile
à définir
au
moyen
de la
courbe
anhystérétique
C ;
l’état
magnétique
initial du
fil
est
représenté
par
un certain
point
du
plan aimantation-champ
magnétique;
si,
maintenant
fixe le
champ
magnétique,
on
produit
un
cycle
de
tension,
de
ce
cycle
est de
rapprocher
le
point relJrésentat£{
du
point
correspondant
de la
courbe
anhystérétique
C,
c’est-à-dire du
point
de même
abscisse.
Considérons,
par exemple,
le
cycle
d’hystérésis
magnétique repré-
senté dans la ou dans
la
~’ ;
il
est
coupé
par
la
courbe
anhystérétique
en des
points
B,
B’ ;
si on
produit
un
cycle
de
tension
en
partant
d’un
point
de
la
branche
C’AB,
qui
est
au-dessous
de la
courbe
anhystérétique,
l’action de
ce
cycle
est de relever
le
point
représentatif;
si
on
part
d’un
point
de la branche
BC,
qui
est
au-
dessus
de la
courbe
anhystérétique,
l’action
du
cycle
de
tension
est
au
contraire
d’abaisser
le
point représentatif;
cette action
du
cycle,
mesurée
par
la
variation
de
l’aimantation,
c’est-à-dire
par
le
dépla-
cement
du
point
représentatif,
est la
plus
grande
dans
la
région
où