Chapitre 15 : Le champ magnétique
? On voit que les lignes de champs situées entre les deux branches de l'aimant en U sont parallèles : les vecteurs champs magnétiques ont même sens même
Chapitre I- Le champ magnétique
Le produit vectoriel de deux vrais vecteurs. (respectivement pseudo-vecteurs) est un pseudo-vecteur (resp. vrai vecteur) tandis que celui d'un vrai vecteur par
CHAMP MAGNETIQUE TERRESTRE
8 mars 2009 Le champ magnétique terrestre d'un lieu est caractérisé par un vecteur champ magnétique ?. B ayant pour direction et sens ceux de l'axe SN ...
Chapitre 7 - Champ et potentiel-vecteur magnétostatiques
Elles sont décrites par un champ vectoriel le champ magnétique. On conçoit d`es lors qu'un tel champ puisse être produit par un courant de charges dans un
Cours de Magnétostatique
Les trois façons de calculer le champ magnétique Plus précisément le vecteur vitesse (ou densité de courant) a la même orientation sur toute la.
LE CHAMP MAGNÉTIQUE
B = champ magnétique agissant sur la particule (vecteur) (T) (Tesla). Règle de la main droite #1 : 1) Placer les doigts de la main droite dans le sens de v.
Chapitre 4.1 – Le champ magnétique
Boussole et orientation du champ magnétique généré par un aimant En mathématique on définit le produit vectoriel entre deux vecteurs A.
Expérience n°6 – BOUSSOLE DES TANGENTES
Le vecteur champ magnétique est tangent aux lignes de champ en chaque point. Pour un champ magnétique créé par un courant électrique circulant dans un fil
Tracer un vecteur champ magnétique ou dessiner une aiguille
Considérons un aimant droit. On veut tracer une aiguille aimantée en C et le vecteur champ magnétique en A. ? Tracer les lignes de champ qui passent par A
Introduction à lElectromagnétisme
6.3.2 Champ magnétique créé par un ensemble de charges en mouvement . . . . . . . 84 Repérage d'un vecteur en coordonnées cylindriques.
[PDF] Chapitre I- Le champ magnétique
Du fait du produit vectoriel le champ magnétique est ce qu'on appelle un pseudo-vecteur (voir plus bas) Quelques ordres de grandeur :
[PDF] Le champ magnétique - Unisciel
Le vecteur j est appelé vecteur densité volumique de courant électrique A travers une surface « finie » (S) on écrira (flux total du vecteur j à travers la
[PDF] Champ et potentiel-vecteur magnétostatiques - physique-univfr
Le vecteur champ magnétique ?? B (M) en un point M est défini en direction et en sens par la direction orientée pôle Sud - pôle Nord que prend une
[PDF] LE CHAMP MAGNÉTIQUE
Dans le présent module nous verrons qu'une particule chargée en mouvement crée un champ magnétique On parlera donc ?d'électromagnétisme? Électrostatique
[PDF] I Sources de champ magnétiques
Placée dans un champ magnétique la boussole tend à s'aligner sur le champ B Si on note Sb et Nb les pôles sud et nord de la boussole localement le vecteur
[PDF] Chapitre 15 : Le champ magnétique - Physagreg
Le champ magnétique est un vecteur : B Il possède donc certaines caractéristiques : ? Une direction : celle de l'axe de l'aiguille aimantée à l'équilibre
[PDF] Electromagnétisme - Chapitre 1 : Le champ magnétique
Sous l'effet d'un champ magnétique extérieur le vecteur moment magnétique a tendance à s'orienter dans le sens du champ Applications : moteur à courant
[PDF] Le champ magnétique créé par un courant 1biof/PC - AlloSchool
Un champ magnétique se produit lorsque des charges électriques sont en mouvement Autrement dit seule l'électricité dynamique peut engendres un champ
[PDF] Electromagnétisme Chapitre 1 : Champ magnétique - ALlu
Le champ magnétique en un point est caractérisé par son vecteur champ magnétique B : o Direction : celle d'une aiguille magnétique placée en ce point
[PDF] Chapitre 41 – Le champ magnétique - Physique
Boussole et orientation du champ magnétique généré par un aimant En mathématique on définit le produit vectoriel entre deux vecteurs A
Qu'est-ce qu'un vecteur champ magnétique ?
Objectif : Un aimant ou une bobine parcourue par un courant crée un champ magnétique. Les propriétés magnétiques d'un point de l'espace peuvent être caractérisées par un vecteur, appelé « vecteur champ magnétique ».Comment calculer le vecteur champ magnétique ?
Le champ magnétique est défini par la relation F ? m = q v ? ? B ? qui fait intervenir un produit vectoriel.Quelles sont les caractéristiques du vecteur champ magnétique ?
Le champ magnétique est un vecteur : [overrightarrow{B}] Il poss? par conséquent certaines caractéristiques : Une direction : celle de l'aiguille aimantée à l'équilibre. Un sens : du pôle sud de l'aiguille vers son pôle nord. Une valeur : B qui est donnée en Tesla (T).- Le terme de champ magnétique désigne une région de l'espace soumise à l'action d'une force provenant d'un aimant. Il caractérise également l'influence d'une charge électrique en mouvement et exerce, réciproquement, son action sur les charges en mouvement.
Chapitre I- Le champ magnétique
I.1- Introduction
I.1.1 Bref aperçu historique
Les aimants sont connus depuis l"Antiquité, sous le nom de magnétite, pierre trouvée à proximité de la ville de Magnesia (Turquie). C"est de cette pierre que provient le nom actuel de champ magnétique.Les chinois furent les premiers à utiliser les propriétés des aimants, il y a plus de 1000 ans,
pour faire des boussoles. Elles étaient constituées d"une aiguille de magnétite posée sur de la
paille flottant sur de l"eau contenue dans une récipient gradué.Au XVIIIème siècle, Franklin découvre la nature électrique de la foudre (1752). Or, il y avait
déjà à cette époque de nombreux témoignages de marins attirant l"attention sur des faits
étranges :
Les orages perturbent les boussoles
La foudre frappant un navire aimante tous les objets métalliques. Franklin en déduisit " la possibilité d"une communauté de nature entre les phénomènesélectriques et magnétiques ».
Coulomb (1785) montre la décroissance en
1 2 rdes deux forces.Mais il faut attendre la fin du XIXème siècle pour qu"une théorie complète apparaisse, la
théorie de l"électromagnétisme. Tout commença avec l"expérience de Oersted en 1820. Il plaça un fil conducteur au dessus d"une boussole et y fit passer un courant. En présence d"un courant l"aiguille de la boussoleest effectivement déviée, prouvant sans ambiguïté un lien entre le courant électrique et le
champ magnétique. Par ailleurs, il observa : Si on inverse le sens du courant, la déviation change de sens. La force qui dévie l"aiguille est non radiale. L"étude quantitative des interactions entre aimants et courants fut faite par les physiciens Biotet Savart (1820). Ils mesurèrent la durée des oscillations d"une aiguille aimantée en fonction
de sa distance à un courant rectiligne. Ils trouvèrent que la force agissant sur un pôle est
dirigée perpendiculairement à la direction reliant ce pôle au conducteur et qu"elle varie en
raison inverse de la distance. De ces expériences, Laplace déduisit ce qu"on appelle aujourd"hui la loi de Biot et Savart. Une question qui s"est ensuite immédiatement posée fut : si un courant dévie un aimant, alors est-ce qu"un aimant peut faire dévier un courant ? Ceci fut effectivement prouvé par Davy en 1821 dans une expérience où il montra qu"un arc électrique était dévié dans l"entrefer d"un gros aimant.L"élaboration de la théorie électromagnétique mit en jeu un grand nombre de physiciens de
renom : Oersted, Ampère, Arago, Faraday, Foucault, Henry, Lenz, Maxwell, Weber, Helmholtz, Hertz, Lorentz et bien d"autres. Si elle débuta en 1820 avec Oersted, elle ne fut 2 mise en équations par Maxwell qu"en 1873 et ne trouva d"explication satisfaisante qu"en1905, dans le cadre de la théorie de la relativité d"Einstein.
Dans ce cours de magnétostatique, nous traiterons dans les chapitres I à III de la question suivante : comment produire un champ magnétique à partir de courants permanents ? Nous n"aborderons que partiellement (chapitre IV) le problème inverse : comment produire de l"électricité à partir d"un champ magnétique ?I.2.1- Nature des effets magnétiques
Jusqu"à présent nous n"avons abordé que des particules chargées immobiles, ou encore des conducteurs (ensembles de particules) en équilibre. Que se passe-t-il lorsqu"on considère enfin le mouvement des particules ?Soient deux particules
q 1 et q 2 situées à un instant t aux points M 1 et M 2 . En l"absence de mouvement, la particule q 1 créé au point M 2 un champ électrostatique EM 12 () et la particule q 2 subit une force dont l"expression est donnée par la loi de Coulomb FqEM12 2 1 2/
Qui dit force, dit modification de la quantité de mouvement de q 2 puisque Fdp dtp t 1222Autrement dit, la force électrostatique due à q 1 crée une modification Δp 2 pendant un temps Δt. Une force correspond en fait à un transfert d"information (ici de q 1 vers q 2 ) pendant un court laps de temps. Or, rien ne peut se propager plus vite que la vitesse c de la lumière. Cette
vitesse étant grande mais finie, tout transfert d"information d"un point de l"espace à un autre
prend nécessairement un temps fini. Ce temps pris par la propagation de l"information introduit donc un retard, comme nous allons le voir. On peut considérer l"exemple ci-dessus comme se qui se passe effectivement dans le référentiel propre de q 1 . Dans un référentiel fixe, q 1 est animée d"une vitesse v1. Quelle serait alors l"action de q 1 sur une particule q 2 animée d"une vitesse v2 ? q 1 v 1 v 2 r q 2 u 12 v 1dt c dt v 2dt E 1(t) E1(t-dt)
Soit dt le temps qu"il faut à l"information (le champ électrostatique créé par q 1 ) pour se propager de q 1 vers q 2 . Pendant ce temps, q 1 parcourt une distance vdt 1 et q 2 parcourt la distance vdt 2 . Autrement dit, lorsque q 2 ressent les effets électrostatiques dus à q 1 , ceux-ci ne sont plus radiaux : le champ Et dt 1 ()- " vu » par q 2 est dirigé vers l"ancienne position de q 1et dépend de la distance cdt et non pas de la distance r. On voit ici qu"il faut corriger la loi de
3 P q v M B(M)Coulomb qui nous aurait donné le champ Et
1 (), qui est faux (suppose propagation instantanée de l"information ie. une vitesse infinie). Les effets électriques ne peuvent se résumer au champ électrostatique. Cependant, l"expérience montre que la prise en compte de cette correction ne suffit pas à expliquer la trajectoire de q 2 : une force supplémentaire apparaît, d"ailleurs plus importante que cette correction ! La force totale exercée par q 1 sur q 2 s"écrit en fait Fqq rcc 12120 22
4 uvvu 121
12 Dans cette expression (que l"on admettra) on voit donc apparaître un deuxième terme qui dépend des vitesses des deux particules ainsi que la vitesse de propagation de la lumière. Ce deuxième terme s"interprète comme la contribution d"un champ magnétique créé par q 1
Autrement dit,
FqE vB
12 2 1 2 1/
la force magnétique est une correction en vc/() 2à la force de Coulomb. Nous reviendrons
plus tard (chapitre III) sur l"expression et les propriétés de la force magnétique. Cette expression n"est valable que pour des particules se déplaçant à des vitesses beaucoup plus petites que celle de la lumière (approximation de la magnétostatique). Dernière remarque : cette expression dépend de la vitesse de la particule, ce qui implique que le champ magnétique dépend du référentiel (voir discussion chapitre III) !I.2- Expressions du champ magnétique
I.2.1- Champ magnétique créé par une charge en mouvement D"après ci-dessus, le champ magnétique créé en un point M par une particule de charge q située en un point P et animée d"une vitesse v dans un référentiel galiléen estBMqv PM
PM()=μ
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