L'installation pour I'etude des courants telluriques ä Bödanky lä

7.

Les galvanometres et les flls eonduetenrs,

Les resultats obtenus ÜKultalu cn 1884 ayant cxcrces une grande influcnce ct sur les recherohes experi-mentales ;'t Sodankylä et sur la methode de calculer lcs observations, aussi bien de IS83-~4 que de 1882-83, nous jugeons iL propos dc prescnter d'abord les rt:sultats des recherohes speciales <'I Sodankylä 1883-84

ct de montrer cnsuite comment ils ont (~te employ-s.

.

A Sodankylä nous avions (:tabli lcs circuits du courant tellurique de maniere qu'ils corncidaient avec les S-N et E-\V magnetiques et c'est pourquoi les plaques de platine ne pouvaient pas Nre enfoncees dans de l'eau courante, comrne ~t Kultala, mais furent entcrrecs.

Outre les galvanornetres d(:ja decrits G_{3 1} G~I et ETV, on a cmploye GI et G₂ identiques <'1 Ia eon-struction au G3 ct G~II au Gs1. Les fils conducteurs qui pendant 1882-83 ctnient de cuivre, iur ent rernpla-ces par des fils de Ier de la mcme espece qu'a Kultala.

A la plupart des determinations de resistancc, Oll l'on ne dit pas autrement, on a ernploye la formule suivante

R

(1= o:- l i

Oll _a=

-fI'--'

S-S' S la deviation au galvanornetre sans resistance ajoutec, S' avec une n~sistance R, ^II), la resistance dans un pont qui est introduit de maniere convcnable ; (I est la resistance qu 'il Iaut detcrrniner. 1)

1) La deduction de celte formule est : (, a) S=_ .._E__ ,u

ur .u+r

0+''..'-_{, !I+r}

(I b) S'= - ' - - ..- - - -..-^E !' 11.- .u+r

o+R+ '

-, .

!'+'-En additionnant aux deux membres - , on aura apres les reductions neces-aires:

( ) = - - - - uR

... a ' - J I

R ur R ,

(I = - - ' - - - - : . -=, - ...- - -- ..." ..

(t' - , ,tl

+

^{r u' - I .'.}

+

^I

.lt ,..

11 si rest assez grand pour que

Si dans cette fOfll1Ule

on aura la formule r.

I - = 0

r

u ' - I = U = · - - · _ · · -s-s'

S'

' I -. ifie l"e1ement ^(J la resistance entre le

- - _' ,. r·

ue par 1a fig. 3 ou ,slgm . . , - ,

-I' ml-thodc Je t1de1'mtnatlOn s exp tq , . _ _ r'

+

^{W torspue} r '

=

^{la resistance}

" l . , . '\'tns k pont ⁽⁷ le gah-anomet1'c et r

-pont et I'l·ll'ment, ,I" Ja f!'Slst01ncc.' L, ' W'b ,_, de r~sist'lnce' on l'introduisait:

-I' 1 .t 'ur ct unc gltln e ' " , ' , . . '

duns lc g-al\':momdIT ct son Ii coru uc e . _ , l: l' istance dans l'elemcnt devait etre mesuree ou I' "'llv'lTIomctre, lorsque ,I r s . " , t

1:0 entre le pont et e '"" , , , , " 1- la resistance de 1 "h'ment e .r.

, ' . ' iut '1101'S ll,',tcrmtnl'C cornrnc },I sornme l c ,

qut'llJtH' autrv f!'Slstann' .t, qui ( . ' , . , ' ^,1f,t er min er la resistance dans le ga1vanometre ou _ I' '\'rncnt l't lc pont lorsquon \ oulait u.·

2:0 ontrv ^{i'" ,}

Lluel4tH' autrc r,'·sistance compo:-l'('. d'I'I" t _ Mterminations de 1'esistances ainsi que , , list ' des resultats des irreren es

Nous donnons plus loin um IS l . , 1" 1 r d'un dezre d'echelle en amperes. Si . .... . " ,'1 T i~ k du gah'anomdre, ou ,I \a eu ^{t"> "}

des d,',tl'l"mlllatlons de 1.1 ~enSI)1 ^{it , . br} t diviscs par les S et S' on obtient, SI d dans la lnrmllh- I a ct I h (la note p. 19"') les deux mern ¹es son . '. ^c

sil.~·nilie un l1l'gn" d'i"chdle CTI ampcres ,

, E (volt) E _i~olt) - = k

I;) = ( ~ + /{.r) ^(I + n~ -( ^{e +}

^R

^{+:11 'U; r) (! + ~)}

^S'

si ks f!"sistanees sont expriml'cs cn ohm (51). iurent '

f t avec un reostat en unites de Siemens mais qui n··

Les di"tl'rminatinns de rt'-sbtancc se Iren duites :'( !1,

s.

Recherehes

eleetrometrlques-Lilcctromctrc avant ,"t(, hcaucoup cmploye nous allans citer lcs determinations de sa sensibilite et les intcrvullcs dc ternps pour lesquelcs elle vaut. Avec l'eh"ment normal N'D, (1,124 volt) nous avons recu les nhsl'l'\'ations suivuntes, ct, comme lcs nornbrcs observes varicnt tres peu et presque de la me me maniere, nous n\'11 citerons que 1cs moyennes:

~ ^~ 57,°98 (15° dements Zn-Cu),

18V1I84 ^57,18~ 'li

)

_Vll^{111 45,52, du} \11^{lfi 46, 0 9 , du \;Il22 43,i6}

,

(100 t'Jements Zn-Cu)

:ll ^I!. du ^{I!' du 2:'l 38, 0 14}

J

du _\11 an _{\ 111} 45,195, _\lli 45,24 _\'1lI

"our appremlre {t connaitrc la maniere la plus com'enab1es d'enterrcr les plaques, on a fait l'essai dc ks cnfonn'r dans des fossL's carrt"cs remplis de charbon pulverise.

Les !tlSSL'S antient un cöt0 dc _o,~ m et une profondeur de 2,0 m. Une te11e fasse fut remplie de char-bcm ('n polltlrc jusqu',,! 0,5 01 du fond et au milieu de ce de de charbon on coucha 1a plaque de platine apres y :\\"oir somlt', un tit de l'ui\"n' isol,', a\'ee du gutta-pereha. Au dessus de 1a eouche de charbon on pb<;,a dans la fosse une eaissL' en hois rcmplie de tern:, apres quoi 1a fosse fut couverte de mousse humide. De teiles losses lurent faites dans tous les point:,; S, N, E ct \V, ainsi qu'aupres de la station. Ces plaques furent exa-minc;es a\'(,'(' l't',]ectnlml"trc (uni :'t la te1'1'e par une plaque Zn de zine amalgame) dans l'ordre suivant:

11 Plaque cle compa1'aison Pe dans 1'1 fosse au eharhon aupres de 1'1 station.

" Pr, dans la fosse au charhon HUp res de E_g, et puis apres de }llg, s,q ct 1"1_0, R, intacte et puis W!/, Sg et Nyintactes.

b Plaque de comparaison Pr dans 1a fossc an charbon aupres dc 1a station.

E^k et puis Wh, Sk, Nk'

c Plaque de compar. Fe, dans la fosse au charhon aupres du points E, W, S

er

N.

" E^k et puis }Vk, Sk, NI,'

Eg , Wg , Sq et Ny signitlant les plaques de platine intactes

a

leur ancienne p1aee

Bk

W^k ete. signitknt les memes plaques dans la fosse au charhon. Pe et Pe, signifient deux plaqueS de platine, LIesquelles Fe rcstait toujollrs _entcrr~'e dans 1a fosse au charbon aupres de 1a station et Pe, fut chan~{'e tJ'abonl dc 101 fasse au eharbon [I la station au I)oint E. et 1:1 en'one 'e d . f . 1 t PU1'S

• , 1 e ans une osse ega e e . au fur et ;\ mesure dans lcs autres fosses ;'t "", S et N.

21*

Remarqucs

DJler. Difih. Sensibi lite

Dar.

a I8\~184 a. m.

47,87

49,°7 49,17

47,30

SO,25

rnoy. 48,73

~0,87 51,17

Comme les autrcs series d'observutions varienr ,'t peu pres de Ja momc maniere on nc eitern que les moyennes.

57,08

-3,52 -2,92 - 4,11

Pe

Pe,

de lelectr, Plaques E.

Pr ;'t Ja Iossc uu chnrh. uupres de In station.

1\, d:o d:o auprcs du point E.

E!{ intacte ;', sa vieille pluce.

51 , 8 6

5°,18 50 , 7 :;

53,2s 51,65

30 , 7 li

31,72 28,40 3°,295 20,14

21,78

zt;s :;

2 1,40 20,89

1<),7;) 30,S;)

20,77 51,22

47,75

"

"

"

"

"

\11

p. m.

()

"

^"

rnoy, 48,13 4^2,.13 5,liO

., 47,30 41, 6 2 _~

5,64 57,°8

E, ,'IJa Iosse au churbon auprcs de Ja Station.

"

^"

c "

II

52,45 -1,16 39,314

+0,:154--0,403

51 , 29 39,668

57,°8

45,52

Pr, cornme avant, EI' il Ja fosse au charbon aupres de E.

16

\'11 moy .

"

"

"

lVg

29,51 28,99 28,80

Pe, - HT!I 10,53 10,25

.!~

10,353

"

4°,04

39,24-39,08

Plaques \V.

Pr, cornme avant, \V!{ intucte iL sa viclle place.

"

17

YII 38,83

38, 8 7

33,+5 5,38 33,29 5,:;8

5,a 46^{, 0 9}

\\\ <'I Ja Iosse au charb. auprcs de Ja station.

c

"

^moy.

"

36, 1 4 34,92

3°,85

Pe,- Wk

2,34-3,8:1

3,085

Pr, et \Vk it la Iosse au charb. au point \V

26

,Ti

31

vII

"

moy.

II

"

19,40

17,06 17,14

Differ.

Pe,-Srl 17,32

19,00

.!.&2

19,26

r;

36, 7 2

36, 0 6

36, 6 6 45,195

Plaque S.

1'", ft la Iosse ;'t charb. au point S.

s,

^intacte.

b

2

viIi

moy. 38,64

" 38, 7 1

2,23 ^Sk ~l la Iosse au charb. aupres de Ja station.

22*

L e s p 1_{a '1} u e s. Remarques.

Diff"er. Sensihilite

1~

s,

Pe,-Sk Fe, de l'electr. Plaque S.

c

4 9,64 23,17 Pe, ^comme avant, Sk ;1 la fasse au charb. au

\ui moy, 13,53

15,34 11,7

°

^{27,01 point S}

"7

13,28 8,66 21,94

"

YIII

10,00

Plaques N.

II Ny Pc,-N.q Pe,

a

la fasse au charb. au point X.

1:! moy. ^{16,65 21,24} 37,89 Ng intacte.

\11

16,23 21,75 37,98

,. 16,28 2 I ,6 0 37,88 43,76

21,53

b Nk

r.:»,

moy. 37,93 3 2,10 5,83 Nk ,'i Ia fasse au charb. aupres de la station.

37,78 3 1,93 5,85

5,84

c Pe,-Nk Pe, et _~k tous les deux ;1 la fasse au charb.

2.1 21,94 15,28 point ~.

\11 moy. _{37,22 43,76} alt

" ^21,6

°

^{16,59 3 8,19}

2~

16,69 36,54

1"11 " ^19,85

1Ö,18 7

" ^{Ek Pe--Ek}

:11

\111 moy. 3 1,96 3 2,72 -0,76 Les deux plaques en fasse au charb. aupr.

31 ,9 2 3 2,78 -0,86 38,014 de la station.

-0,81

" ^{W4 Pe-Wk}

.10

\"lIi " ^{3 2,00 33,04 -!,04}

32,08 33,00 ~2

" ^d:o.

-0,98

" ^{Bk Pe-Sk}

:11

'"lil

,.

3 2,08 28,26 3,82

"

^{3 2,04 27,59} ~ ^u d:o.

4,14

" ^{Nk Pe-Nt}

.10

\"J1I 3 2,23 3 2,06 0,17

" ^{32 , 19 3 1,88} _~

" ^d:o.

0,24

Pe-Pe,

" " 3^{1,6 9} _-1,1&

32,87

" 31,8 5 -1,19

-

-1,185 33,04

^"

^d:o.

Resums des recherehes electrom. des plaques:

Pt

E P,.,- _EI(

=

^0,5963 volt

1\ -

E k

=

0,1 I 1O

1'e, - E k:..-=:.0,0071

volt PI. S Pc, - SI(

=

0,4673

31 volt PO'~ ^Sk

=

^{0,0599 \,oH}

" ^\'Üj

" =

0,0239

1'",- Sk-cc.~^0,2487

E_{k - Eg}= 0,6034 " ^:11

viii

=

^0,1224 _"

Sk n _ SI(

=

0,21 86 "

"

,.,...,*

.. J

1'1. 1\

=

^{0,0071 .,}

"

30 Ylj]

"

,.

p(" - Ng =0,5517 P,.! - 1\k=-=0,4148 N, - Ng =0,1369 volt

=::-0,0290 "

:n

" \ITi

1\-

\V,,;=0,252;, P,.,-- \V k= 0,0752

\Vk'~\Vg=0,1773 PI. \V

i,ii

"

^{= - 0,0693 "}

Si dans le rcsumo des resultats cites on eherehe 1\ - Pe" exprirnees en volt, des dates observees, on trouve rjuc ('ette diH(~rence dopend des circuits qu'on emploic. Pe et E, se trouvcrcnt dans 1a fasse au charh.

pres de la station ct donncrent Pe--Ek=oO,1110; Pe! et E k se trouverent en fosse pres de la pointe E, et donnercnt Pe! - E k = 0,0071 dont on recoit

1:0 Pe-Pe,=0,1039\ E 2:0 P, - 1'1'1 = 0,0584

J

\V

3;0 Pe - 1"'1=0,1888

t

^S

4:0Pe-P,,=0,265IJ N

Puisque Pe! et E, (W, Sk Nk) avaient la meme position, ainsi que P, et E, etc., leur difference n'aurait pas dü tant devier de la valeur moyenne c. a. d, de Pe - Pe, ou - 0,0522. La cause en doit etre cherchee dans le degre d'isolation des circuits, En appli quant les corrections pour la force electrcmotrice des pla-ques mernes, il Iaut utiliser les observations, Iaites quand clles etaient reunies ;'l l'electrornetre par leurs fils conducteurs, Le calcul donne

Sg - Ng = -- 0,0844 Voyez le resurne des obs.

En cxaminant directement les mernes plaques cnioncecs dans unc Iosse pres de la station, on recut Eg - \Vg= -- 0,403:; Sg - 1\g

= -

^{0,0 081}

Pour les mernes plaques enioncees dans unc fosse au charbon on obtint dans le prernier cas E k--\Vk=O,0823 Sk-Nk =0,1661 et dans le secend E,,-\V,,=0,0226 Sk-N" =0,0898

La derniete comparaison entre lcs plaques S, N, E, \V et P, fut Iaite apres les observations termi-nees: e1les avaient

ete

deterrees, tandis que la P, est res tee tout le temps ,'l sa plaee.

Ek - \Vk = - ü,0051 S,,-Nk= - 0 ,1153.

On obscrva ici que la P, n'avait pas suhi de ehangement rcrnarquable car

\1I on recut P e=0,8402 ND ~h on recut Pe=O,8436 ND

I1 parait qu 'on peut en tirer la conc1usion que des plaques de platine enloncees dans du churbon en poudre conservent leur EMF si elles restent en place, mais la changent aux deplacernents. - Du resume on voit que la diff. entre P, et P,., a aussi change de valeur pendant les deplacernents.

9.

Recherehes galvanometrlques.

Les rnethodes pour la dötermination de la Iorce electrornotrice du courant tellurique introduites :'1 Kul-tala, ne pouvaient que bien cliffieilement etre ernployees ;\ Sodankylä ;\ cause des nombreuses et grandes variu-tions. Pour prouver ceci il suffit de citer quelques se ries d'observations.

Les plaques de platine etaienr dans leur fosses Ü charbon pres des points E ct \V; le galvanometre ETV avec shunt 0,1; courant positif de Ek donne des deviations ;\ des nombres croissants.

Dans le tableau nous donnons les lectUl'es de l'l'ch. du gal\-anometre. Dans la premiere colonne sont inscrites les lectures :'l circuit ouvert. La colonne E-\V contient trois d(~viations quand le circuit E-\V etait ferme; la colonne E--\V

+

^R contient les deviations gu'on re<,'ut pour le courant tellurigue quand la resi-stance R (=4717,° fl) est introcluite dans le circuit. AprL's ces mesures on introduisit un element X Ds muni de pont dans le circuit en sens cantraire du eourant telIurique. La colon ne "Reduit

a

zero etc." contient les limites des variations du pont et la deviation correspondante. De eeIles-ci on caIeule 1a valeur du pont en fl pour la deviation = 0. La derniere colonne montre que la dt"viation avcc elements renverses est ;\

peu pres double de la deviation du courant tellurique correspondant.

24*

Red. :\ zer o ; Element renverse

Courant E-W E-lV+R variations du pout dans lp circuit

ouvert avec l~.

5^{6 2 80,2-8}9,6 ⁵¹

1:0 67°

660 Ie cture corresp.

69° ~ ^470-457,5

1\10y, 463,1 673,3 55⁶

210)2 93,0 dev. zero pour 83,5

..

187 Deviations

675 555 ^80,2-89,6

..

2:0

660

662

212-

469J7-452,~

Moy. 463,0 665,7 553

Deviations ^202,7 9°,0 dev, zero pour 83,96 197

3:0 65 1 549 75,47- 80,18 ⁿ

65¹

648

lli.

Moy. 463,0 65° 547 470,7-455,0

Deviations 187 ⁸⁴ dev. zero pour 77,83 n 189

Oe ces donnees on calcule la EMF du courant tellurique selon la tormute

Oll ^1IZ a la valeur de 633,6 g

1:0 tt

=

^{85,5 E·J =--0,1336 volt,}

2:0

"

^{= 83,96 u = -- 0,1315} "

3:⁰

" =

^{77,83 II = - 0,1229} _"

J

P resq ue simultanernent une deterrnination <1ectrometrique de E.--Wk tu' executee, dont

Y"

ici le rcsultat:

W_k 4°,4,0 42 ,8 4

difL 5)30 \

7,07j moy. de 5 obs.

avec la diH. moyenne 6,21 et la sensibilite de l'electrometre 46,09 on recoit Ei-«W_k= - o.iste.

Courant positif de N dünne une deviat. a tles nombres croiss.

1:0

Courant ouvert

Moy. 519,4, Deviation

(i1,6 tlement renvers"

avec R Red. a zero ;

variations du pont

18,9-21,7 !1

lectures corresp.

516,0 - 5¹⁵

Dev,=⁰ pour Je pont 24,8 (incertain) 20,8-28,3 "

5²4,7- - 515 Dev,= 0 pour le pont 20,75 S-N

S-N+R

5⁶⁷ 5.. ..,₎

-566 55°

ill

5⁶⁸⁾⁷ ₅₅1,0

49,3 3^{1 , 6}

555 533

546 537

ill

548 535

28,6 15,6

5¹9 )5

5¹9,2 Moy. 5^19,4 Deviation

z:o

25*

Cournut S-N S-N+R

ouvert

3:⁰ 5^19,0 555 558

55¹ 539

S18,6 565

Moy. 5¹⁸, 8 557 549

Deviation 38,0 3°

Red. 3.zero , variations du po nt 23,59-25,-17 f1

520,8-S 16,2 Dev.=o pour le pont 24,3-1 "

Element renverse avec R.

Avec m =633,6!1 1:0 E;=-0,0357 3:0 E;=-0,0416.

Sensib. de I'electrom.

Des observations electrom. 1S,07 14,96 14,58

-1,68

-1,75

16,75 16,71

17,10

45,24 on recoit Sk - N,,= - 0,0-192

Xloy. ^--1,98

1:0

Moy.

Deviation

Courant ouvert

52 1 , 1

E-W 688 695 7^1S 726 745 7'4

193

61 3

600

628

640

620

99

Red, ^ä zero ; variations du pont 122,6- 1 27,4 Q

lectures corr esp.

5^{24-5 2 0}

Dev, = 0pour le pont=128,3 "

Element ren verse avec R

2:0 520 75 '

i34 7⁰⁸

74°

SJ8,9 714

64¹ 628 628 638

5^{2 4 -}5:?O

Xloy.

Deviation

deviat. 519-5!4 112,5 Dev.=opourlepont= 12 7 , 8 5 - 2 24 Oe ces observations Oll calcule pour E -_{; -} E "_{-d I}

l r

^{1:0 0,1842}

2:0 0,1859

Par l'elcctromctre on a recu: Ek - - Wk= O, 2 12 9 deduit de E_k=44,16 et lVk= 35,59, moy. des 8 obs.: difterence 8,57 la sensibil. etant 45,2-1.

On voit que lcs resultats avec I'elcctromctre sont touiours plus g-rands qu'avcc le gnlvanometre. La cause en doit ctrc un petit reste dc polarisation qui diminue la valeur des observations galvanometriques.

1I resulte dc ce qui pn"cl'de que la möthodc d'annuler le courant tellurique par un element gnlvanique muni d'un pont, ne pcut pas ötrc cmployec ~'t Sodnnkylä avec assez d'cxactitude, ;'t cause des nombreuses variations. 11 nc restc qu'a ernployer la methode de determincr E, par le constant du galvanometre k,

Nous donnons ici cornme preparatif des recherohes galv:mometriques de Pe" Ek , ,Vk et Nk • (S, a dü Nre exclue ^:'1 causc de graudes variations). Ces recherohes. qui furent souvent interrompues par de norn-breuses variations, ne contenant pas dans lcs resultats mcmes dc grandes difit"rences, nous n'en citcrons que la valeur moyenne des deviations.

\1;\84

^P,., et E, etaient cnionces dans lu fasse :'t chnrbon pres du point E et un nouveau fil conducteur fut t"tabli :'t 1a Pr. Dans cc circuit on introduisait Ie galYanometre ETV et il se composait donc de la Ek ,

ETV ct 1\, et fut place eil' rnnniere qu'un courunt positif eil' E, donna une deviation itdesnombres croissants.

4

26*

Pe,-Ek Pc,-Ek+R

Deviations Deviations Red. il zero ;

Courant

varia!. du pont ouvert

R

=

6603,851

116,3 57,8 6,6-7,5 Si

1:0 520,3

517,8-5 29,4

Element renverse

J 21,9

dev, = ⁰ avec le pont = 6,8 "

R=4717

2:0 "5,8 66,9

AvccR

=

^{6603,8Si on} calcule f.!

=

65^24,8 "

d'oü on recoit E

=

^{0,0 131 volt pour m}

=

^578,0

Avec R =: 471 7,0 "

avec le galvanometre et

121,3

Im Dokument 1882-1883 et 1883-1884. (Seite 54-61)