I. Mise en Évidence : Interactions Magnétiques
- Pôles de même nom → se repoussent
- Pôles de noms différents → s'attirent
- Même comportement entre deux bobines parcourues par un courant
La présence d'un aimant ou d'un conducteur parcouru par un courant modifie les propriétés de l'espace autour de lui : on dit qu'il y règne un champ magnétique.
II. Le Vecteur Champ Magnétique ⃗B
1. Espace champ magnétique
Région de l'espace dont les propriétés sont modifiées par un aimant ou un conducteur parcouru par un courant.
2. Sources de champ magnétique
- Les aimants
- Les courants électriques
- La Terre (champ magnétique terrestre)
3. Caractéristiques du vecteur ⃗B
| Caractéristique | Description |
|---|
| Point d'application | Tout point M de l'espace champ |
| Direction | Celle de l'axe d'une aiguille aimantée placée en M |
| Sens | Du pôle Sud vers le pôle Nord de l'aiguille |
| Valeur (intensité) | Mesurée en Tesla (T) avec un teslamètre |
III. Lignes et Spectres Magnétiques
Une ligne de champ est une courbe tangente en chacun de ses points au vecteur ⃗B, orientée dans le même sens que ⃗B.
Un spectre magnétique est l'ensemble des lignes de champ.
Les lignes de champ sortent du pôle Nord et entrent au pôle Sud (à l'extérieur de l'aimant).
IV. Le Solénoïde
1. Définition
Un solénoïde est une bobine dont la longueur L est au moins 10 fois supérieure à son rayon : L ≥ 10R.
2. Champ magnétique à l'intérieur
À l'intérieur d'un solénoïde (infiniment long), le champ ⃗B est uniforme :
B = μ₀ · (N/L) · I = μ₀ · n · I
| Symbole | Grandeur | Unité |
|---|
| B | Intensité du champ | Tesla (T) |
| μ₀ | Perméabilité du vide | 4π × 10⁻⁷ T·m·A⁻¹ |
| N | Nombre total de spires | — |
| L | Longueur du solénoïde | m |
| n = N/L | Nombre de spires par mètre | m⁻¹ |
| I | Intensité du courant | A |
3. Orientation (Règle du bonhomme d'Ampère)
Le bonhomme d'Ampère est placé sur le fil de sorte que le courant entre par ses pieds et sort par sa tête. Son bras gauche tendu indique le sens du vecteur ⃗B à l'intérieur du solénoïde (du Sud vers le Nord).
4. Propriété fondamentale
B est proportionnel à I : la courbe B = f(I) est une droite passant par l'origine.
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