Cours de Magnétostatique PDF Champ créé par un circuit é

Chapitre 2 :Calcul de champs magnétiques

B) Champ magnétique créé par une spire circulaire sur son axe. On considère une spire de centre O rayon R parcourue par un courant I.

Chapitre I- Le champ magnétique

La formule de Biot et Savart (1820) a été établie expérimentalement et fournit un lien explicite entre le champ magnétique et le courant. Mais ce n'est que plus

Chapitre 7 - Circuits Magn ´etiques et Inductance

Le champ magnétique créé par un fil long et droit n'est pas uniforme et son intensité Une formule empirique permet de calculer les pertes (par m3) :.

Cours de Magnétostatique

Champ créé par un circuit électrique (formule de Biot et Savart) d. Propriétés de symétrie du champ magnétique. 3. Calcul du champ dans quelques cas simples.

Electromagnétisme A Particule chargée dans un champ électrique

magnétique. Une particule de charge q mobile de vitesse v

Electromagnétisme B Equations de Maxwell: ondes électrostatique

Applications astrophysiques: champs magnétiques solaires qui décrivent le champ électrique et le champ magnétique ainsi que leur interaction avec la.

Introduction à lElectromagnétisme

6.3.2 Champ magnétique créé par un ensemble de charges en mouvement . . . . . . . 84. 6.3.3 Champ créé par un circuit électrique (formule de Biot et Savart)

Énergie du champ magnétique. - Modification du raisonnement

raisonnement classique conduisant à la formule de. Neumann. H. Pellat s'impose pour l'expression de l'énergie d'un champ magnétique. C'est.

Magnétisme - Electromagnétisme

Le courant électrique produit un champ magnétique et exerce une force sur un aimant. 1829 H.C. Oersted (1777-1851 Copenhague).

GELE3222 - Chapitre 4

Un fil infiniment long porte un courant I selon l'axe z. Calculer le champ magnétique `a un point P quelconque. Le probl`eme est donné par la figure suivante :.

LE CHAMP MAGNÉTIQUE - Cégep de Trois-Rivières

où : B = champ magnétique (T) (tesla) ?o= perméabilité du vide = 4 ? x 10 -7T?m / A I = courant circulant dans le fil (A) (ampère) r = distance radiale (à partir du centre du fil) (m) Alain St-Pierre Électricité et magnétisme - Automne 2012 Page 100 C) Bcréé au centre d’une boucle

Chapitre 15 : Le champ magnétique - Physagreg

Valeur du champ à l’intérieur d’un solénoïde : Elle est donnée par la formule : B =µ0 ×n×I 3) Conclusion : La valeur d’un champ magnétique créé par un courant dépend de la géométrie du courant de son intensité et de la position du point de mesure B : valeur du champ magnétique en Tesla (T)

Chapitre 47 – La loi de Biot-Savart et le champ magnétique d

La force magnétique et le champ magnétique sont en réalité une manifestation d’un effet relativiste qui porte le nom de « contraction des longueurs » lorsqu’il y a des charges électriques en mouvement À basse vitesse l’approximation de la loi de Biot-Savart s’applique pour exprimer la valeur du champ magnétique

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champ magnétique est évalué et le centre de la bobine exprimée sous la forme d’un angle ? : ( )? µ0 sin 3 2R I B = N I R ? P B v I R ? P B v où B: Champ magnétique produit sur l’axe centrale de la bobine en tesla (T) N: Le nombre de spire dans la bobine 0N ?Z > I: Courant électrique en ampère (A) R: Le rayon de la bobine en

Comment calculer la circulation du champ magnétique ?

Du théorème d'Ampère, calculez la circulation du champ magnétique sur le parcours fermé (terme de gauche) et l’expression de la somme algébrique des courants traversant la surface délimitée par le parcours fermé (terme de droite). Il reste à mettre le champ Ben évidence. fl?él ?so? A GG

Comment mesurer la direction du champ magnétique ?

Mesurer la direction du champ magnétique est plutôt facile. En effet, il suffit d'utiliser une boussole magnétique qui s'aligne avec le champ. Les boussoles magnétiques sont utilisées pour la navigation (de par leur alignement avec le champ terrestre) depuis le XI ^ext {e} e siècle. Mesurer l'amplitude du champ pose beaucoup plus de difficultés.

Qu'est-ce que le nombre de lignes de champ magnétique ?

Le nombre de lignes n'a pas d'importance. Les lignes de champ magnétique ne se croisent jamais. Les lignes de champ magnétique se concentrent naturellement dans les régions de l'espace où le champ magnétique est le plus intense. Ce qui signifie que la densité de lignes de champ est une indication de l'intensité du champ.

Quelle est la différence entre le magnétisme et les champs magnétiques ?

Le magnétisme et les champs magnétiques sont une facette de la force électromagnétique, une des quatre forces fondamentales de la nature. Il existe deux façons de mettre des charges en mouvement de manière à créer un champ magnétique : Faire circuler un courant à travers un fil conducteur, par exemple en le connectant à un générateur.

Université Joseph Fourier

DEUG Sma ... SP2-2

Cours de Magnétostatique

Jonathan Ferreira

Année universitaire 2001-2002

Plan du cours

I- Le champ magnétique

1. Introduction

a. Bref aperçu historique b. Nature des effets magnétiques

2. Expressions du champ magnétique

a. Champ créé par une charge en mouvement b. Champ créé par un ensemble de charges en mouvement c. Champ créé par un circuit électrique (formule de Biot et Savart) d. Propriétés de symétrie du champ magnétique

3. Calcul du champ dans quelques cas simples

a. Fil rectiligne infini b. Spire circulaire (sur laxe) c. Solénoïde infini (sur laxe)

II- Lois Fondamentales de la magnétostatique

1. Flux du champ magnétique

a. Conservation du flux magnétique b. Lignes de champ et tubes de flux

2. Circulation du champ magnétique

a. Circulation du champ autour dun fil infini b. Le théorème dAmpère c. Relations de continuité du champ magnétique d. Les trois façons de calculer le champ magnétique

3. Le dipôle magnétique

a. Champ magnétique créé par une spire b. Le modèle du dipôle en physique

III- Actions et énergie magnétiques

1. Force magnétique sur une particule chargée

a. La force de Lorentz b. Trajectoire dune particule chargée en présence dun champ c. Distinction entre champ électrique et champ électrostatique

2. Actions magnétiques sur un circuit fermé

a. La force de Laplace b. Définition légale de lAmpère c. Moment de la force magnétique exercée sur un circuit d. Exemple du dipôle magnétique e. Complément : force de Laplace et principe dAction et de Réaction

3. Energie potentielle magnétique

a. Le théorème de Maxwell b. Energie potentielle dinteraction magnétique c. Expressions générales de la force et du couple magnétiques d. La règle du flux maximum

IV- Induction électromagnétique

1. Les lois de linduction

a. Lapproche de Faraday b. La loi de Faraday c. La loi de Lenz

2. Induction mutuelle et auto-induction

a. Induction mutuelle entre deux circuits fermés b. Auto-induction

3. Régimes variables

a. Définition du régime quasi-statique b. Forces électromotrices induites c. Retour sur lénergie magnétique d. Bilan énergétique dun circuit électrique 1

Chapitre I- Le champ magnétique

I.1- Introduction

I.1.1 Bref aperçu historique

Les aimants sont connus depuis lAntiquité, sous le nom de magnétite, pierre trouvée à

proximité de la ville de Magnesia (Turquie). Cest 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 dune aiguille de magnétite posée sur de la

paille flottant sur de leau 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 lattention sur des faits

étranges :

Les orages perturbent les boussoles

La foudre frappant un navire aimante tous les objets métalliques.

Franklin en déduisit " la possibilité dune communauté de nature entre les phénomènes

électriques et magnétiques ».

Coulomb (1785) montre la décroissance en

1 2 rdes deux forces.

Mais il faut attendre la fin du XIXème siècle pour quune théorie complète apparaisse, la

théorie de lélectromagnétisme. Tout commença avec lexpérience de Oersted en 1820. Il plaça un fil conducteur au dessus

dune boussole et y fit passer un courant. En présence dun courant laiguille de la boussole

est 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 laiguille est non radiale.

Létude quantitative des interactions entre aimants et courants fut faite par les physiciens Biot

et Savart (1820). Ils mesurèrent la durée des oscillations dune 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 quelle varie en

raison inverse de la distance. De ces expériences, Laplace déduisit ce quon appelle

aujourdhui la loi de Biot et Savart. Une question qui sest ensuite immédiatement posée fut :

si un courant dévie un aimant, alors est-ce quun aimant peut faire dévier un courant ?

Ceci fut effectivement prouvé par Davy en 1821 dans une expérience où il montra quun arc

électrique était dévié dans lentrefer dun gros aimant.

Lélaboration 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 dautres. Si elle débuta en 1820 avec Oersted, elle ne fut 2 mise en équations par Maxwell quen 1873 et ne trouva dexplication satisfaisante quen

1905, dans le cadre de la théorie de la relativité dEinstein.

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 naborderons que partiellement (chapitre IV) le problème inverse : comment produire de lélectricité à partir dun champ magnétique ?

I.2.1- Nature des effets magnétiques

Jusquà présent nous navons abordé que des particules chargées immobiles, ou encore des

conducteurs (ensembles de particules) en équilibre. Que se passe-t-il lorsquon 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 labsence 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 lexpression est donnée par la loi de Coulomb FqEM

12 2 1 2/

Qui dit force, dit modification de la quantité de mouvement de q 2 puisque Fdp dtp t 1222
Autrement dit, la force électrostatique due à q 1 crée une modification p 2 pendant un temps t. Une force correspond en fait à un transfert dinformation (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 dinformation dun point de lespace à un autre

prend nécessairement un temps fini. Ce temps pris par la propagation de linformation introduit donc un retard, comme nous allons le voir. On peut considérer lexemple ci-dessus comme se qui se passe effectivement dans le référentiel propre de q 1 . Dans un référentiel fixe, q 1 est animée dune vitesse v1. Quelle serait alors laction de q 1 sur une particule q 2 animée dune vitesse v2 ? q 1 v 1 v 2 r q 2 u 12 v 1dt c dt v 2dt E 1(t) E

1(t-dt)

Soit dt le temps quil faut à linformation (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 champquotesdbs_dbs19.pdfusesText_25

[PDF] Cours de Magnétostatique Champ créé par un circuit é

Comment calculer la circulation du champ magnétique ?

Comment mesurer la direction du champ magnétique ?

Qu'est-ce que le nombre de lignes de champ magnétique ?

Quelle est la différence entre le magnétisme et les champs magnétiques ?

Université Joseph Fourier

DEUG Sma ... SP2-2

Jonathan Ferreira

Année universitaire 2001-2002

Plan du cours

I- Le champ magnétique

1. Introduction

2. Expressions du champ magnétique

3. Calcul du champ dans quelques cas simples

II- Lois Fondamentales de la magnétostatique

1. Flux du champ magnétique

2. Circulation du champ magnétique

3. Le dipôle magnétique

III- Actions et énergie magnétiques

1. Force magnétique sur une particule chargée

2. Actions magnétiques sur un circuit fermé

3. Energie potentielle magnétique

IV- Induction électromagnétique

1. Les lois de linduction

2. Induction mutuelle et auto-induction

3. Régimes variables

Chapitre I- Le champ magnétique

I.1- Introduction

I.1.1 Bref aperçu historique

étranges :

 Les orages perturbent les boussoles

électriques et magnétiques ».

Coulomb (1785) montre la décroissance en

1905, dans le cadre de la théorie de la relativité dEinstein.

I.2.1- Nature des effets magnétiques

Soient deux particules

12 2 1 2/

1(t-dt)

1. Les lois de linduction

Les orages perturbent les boussoles

1905, dans le cadre de la théorie de la relativité dEinstein.