Electromagnétisme
Les champs créés par des aimants sont la conséquence de mouvements particuliers de charges à l’intérieur de la matière qui les constitue.
L’interaction magnétique peut donc se résumer à l’interaction de charges en mouvement sur d’autres charges en mouvement. (Un champ magnétique n’affecte pas les charges électriques au repos)
La force magnétique s’écrit ainsi :
la grandeur vectorielle
En présence d’un cham électrique
Cet ensemble de deux champs est ce que l’on appelle le champ électromagnétique.
-
Le module de la force magnétique :
-
sa direction est la perpendiculaire au plan formé par
et -
Son sens peut être déterminé grâce à la règle de la main droite (En appliquant avec les doigts le premier vecteur sur le second, le pouce indique le sens et la direction du troisième vecteur)
-
Son travail est nul puisqu’elle est perpendiculaire à la vitesse de la particule (aucune variation de l’énergie cinétique de la charge)
L’unité du champ magnétique
La particule est un proton accéléré par une ddp de
On donne
L'énergie électrique qu'a reçue le proton de charge
Donc
Soit une charge
La force est alors donnée par
Comme cette force est perpendiculaire à
En appliquant la relation fondamentale de la dynamique, on a
D'ou
C'est le rayon du cercle décrit par la particule.Plus le champ est grand, plus le rayon de l’orbite est petit.
- vitesse angulaire:
et donc
Si la particule est chargée positivement (
Le module de la vitesse angulaire s’écrit :
En remplaçant
Si le champ magnétique n’est pas uniforme, la trajectoire n’est plus circulaire.
Si la vitesse
Soit un conducteur électrique ( fil…) parcouru par un courant
Une portion de conducteur de longueur
La force totale qui s’applique sur le conducteur est égale à la somme des forces qui s’appliquent sur chaque portion du circuit:
- direction : perpendiculaire au plan formé par le conducteur et
- sens : déterminé par la règle de la main droite
- module : (pour, la force est maximale:)
- Moment magnétique:
où
Un circuit, comportant
Le moment magnétique est mesuré en
- Le couple, qui agit sur ce circuit, s’écrit:
- L’énergie d’un circuit placé dans un champ magnétique :
Le champ magnétique
Dans le système SI, sa valeur est
Dans le cas général, la loi de biot est exprimée ainsi:
On définit le vecteur flux du champ magnétique
Dans le système