MAGNETOSTATIQUE Hugues Ott Maître de Conférences à l’IUT Robert Schuman Université de...
-
Upload
celine-philippon -
Category
Documents
-
view
112 -
download
3
Transcript of MAGNETOSTATIQUE Hugues Ott Maître de Conférences à l’IUT Robert Schuman Université de...
MAGNETOSTATIQUE
Hugues OttMaître de Conférences à l’IUT Robert Schuman Université de Strasbourg
Département Chimie
La magnétostatique étudie les effets magnétiques indépendant du temps
attraction
limaille de
fer
déviation
particules électriques en
mouvement
Interaction magnétique
Interaction à distance
Généralités
Aimants
• Fe, Co, Mn• leurs oxydes; la magnétite :
Fe3O4
• alliages du Fe, Co, Ni
solides ferromagnétiques
Conducteur parcouru par un
courant
Expérience d’Oersted (1820)
Sources magnétiques
Le magnétisme est une manifestation des charges électriques en mouvement.
I
I
L ’aiguille tend à se placer L ’aiguille tend à se placer perpendiculairement au filau fil
La déviation de l ’aiguille La déviation de l ’aiguille s’inverse
Expérience d’Oersted
Pôle Sud Pôle Nord
Le pôle nord d ’un aimant est l ’extrémité qui se dirige vers le pôle nord magnétique
Le pôle sud d ’un aimant est l ’extrémité qui se dirige vers le pôle sud magnétique
Deux pôles de même nature se repoussent
Deux pôles de nature différente s’attirent
Action d’un aimant sur un aimantSud Nord
Chaque atome est un petit aimant
On ne peut pas isoler les pôles magnétiques Les pôles magnétiques vont toujours par
paires
Expérience de l’aimant brisé
Représentation du vecteur champ magnétique
Une source magnétique modifie certaines propriétés de l ’espace environnant
On dit que cet espace est le siège d’un champ magnétique
Ce champ est décrit par un vecteur dit vecteur champ magnétique
Il est noté B
S
• Système International Tesla (T)• Système CGS Gauss (G)
1G = 10-4 T
directiodirectionn
sensenss
unitunit
éé
Aiguille aimantée
Aiguille orientée Sud - Nord B
Vecteur champ magnétique
Les lignes de champ permettent de visualiser le champ magnétique
B
B• orientées dans le sens
de B• si le champ est uniforme les lignes sont
parallèles• quand le champ augmente les lignes se resserrent
• deux lignes de champ ne peuvent se couper
• lignes tangentes en chacun de ses points au vecteur B
Définition :
Spectre magnétique - Lignes de champ
Sens I
point M
B
Règle du Bonhomme d ’Ampère
S
Solénoïde
S
Bobine plate
I
Bd
Fil rectiligne
Une particule – de charge q – de vitesse v – dans un champ magnétique B
est soumise à une force dite de Lorentz telle que
direction
sens norme
F q.v B
F qv,B
F q .v.B.sin(qv,B)
q.v,B,F forment un trièdre
direct
Force magnétique – Force de Lorentz
Trois doigts de la main droite
Bonhomme d’Ampère
Tire bouchon de Maxwell
1er vecteurv.q
2e vecteurB
Produitvectorie
l Bv.qF
1er vecteurv.q
2e vecteur
B
Produitvectorie
l Bv.qF
2e vecteur
B
1er vecteurv.q
Produitvectorie
l Bv.qF
progression
1e vecteur 2e vecteurProduit
vectoriel
Règles d’orientation
Bv.qF
Bdl
Ila force magnétique totale s’exerçant sur l’ensemble des électrons dans dl
Bv.dQdF
dt
dQI
Bv.dt.IdF
dF I.dl Bdirectio
n sens norme
dF dl,B
dF I.dl.B.sin(dl,B)
dl,B,dF forment un trièdre direct
déf Intensité du courant
dt
dlv
Un élément de longueur dl
Soit dQ la charge totale des électrons libres contenus dans dl
Force de Laplace s ’exerçant sur l ’élément de courant dl
orienté dans le sens du courant qui le traverseplacé dans le champ B
Bdt
dl.dt.IdF
Forme de Laplace
ILe champ magnétique créé par l’élément de
courant I.dl au point M à la distance PM = r s ’écrit
direction
sens norme
dl P
Mr
30
r
rdlI.
4dB
0 perméabilité magnétique du vide
0 = 4.10-7 uSI
dB dl,r
dB 0
4I.dl.sin(dl,r)
r2
dl,r,dB forment un trièdre direct
Soit un conducteur
Le vecteur dl est orienté dans le sens de ISoit P le point milieu de dl
parcouru par un courant I
Soit un élément infiniment petit dl
Loi de Biot et Savart