Le champ magnétique. Lycée Viette TSI 1. II. Les sources de champ magnétique

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1 Le champ magnétique II. Les sources de champ magnétique 1. Origine du champ magnétique Le champ magnétique peut être créé par des aimants ou des conducteurs parcourus par des courants. Ces deux origines sont similaires : un mouvement de particules chargées. Le champ magnétique est une grandeur vectorielle notée. Son unité est le tesla Le champ magnétique se mesure à l aide d un teslamètre. Le champ magnétique terrestre vaut environ 5.10 Le champ magnétique créé par un aimant vaut de 0,1 à 1 Le champ magnétique créé par un électroaimant vaut de 1 à 10 Le champ magnétique dans un appareil IRM vaut de l ordre de 5 Le champ magnétique créé par une bobine ( 1000 spires ) parcourue par un courant de 1 vaut environ 10 Le champ magnétique dans un moteur électrique est de l ordre de 0,5 2. Lignes de champ Un champ ( scalaire ou vectoriel ) est une grandeur physique qui ne dépend que de la position et du temps. Exemples : champ de pression, champ de pesanteur. Les lignes de champ ( vectoriel ) sont des courbes orientées tangentes au champ de vecteur. Si le champ est uniforme les lignes de champ sont parallèles. 3. Topographie du champ magnétique Dans le cas du champ créé par des courants, les lignes de champ entoure le conducteur, la règle du tire bouchon permet de connaître le sens du champ magnétique. Plus les lignes de champ sont resserrées, plus le champ est intense. ". "=". " conservation du flux magnétique Pour visualiser les lignes de champ magnétique, on utilise de la limaille de fer qui s oriente par influence. Une aiguille aimantée s oriente selon le champ magnétique colinéaire et de même sens que de l aiguille aimantée. Les lignes de champ magnétique sont des courbes fermées. Les propriétés de symétrie ou d antisymétrie des sources de champ magnétique se retrouvent dans les lignes de champ Deux lignes de champs ne peuvent se croiser sauf si le champ est nul au point d intersection. Rabeux Michel Page 1

2 Lycée Viette TSI 1 4. Champ magnétique créé par aimant droit Les lignes de champ sont orientées du pôle Nord vers le pôle Sud C est au voisinage des pôles que le champ est le plus intense 5. Champ magnétique créé par un aimant en U Le champ est sensiblement uniforme à l intérieur du U Rabeux Michel Page 2

3 6. Champ magnétique créé une spire ou par fil rectiligne parcourus par un courant =... =. μ = perméabilité magnétique du vide 7. Champ magnétique créé un solénoïde ( bobine longue ) parcouru par un courant =μ.. nombre de spires par mètre Les lignes de champ sortent de la face Nord et entrent par la face Sud A l intérieur du solénoïde le champ est quasiment uniforme. 8. Champ magnétique créé des bobines de Helmholtz Les bobines de Helmholtz sont deux bobines plates coaxiales identiques distantes de leur rayon et parcourue par des courants de même intensité dans le même sens. Entre les bobines le champ magnétique est sensiblement uniforme. 9. Remarque 1,43 μ.. 2. Le champ magnétique créé par un courant est proportionnel à l intensité du courant. Rabeux Michel Page 3

4 Lycée Viette TSI Champ magnétique terrestre III. Moment magnétique 1. Définition du moment magnétique associé à une boucle de courant ( N spires ) = unité. l orientation du contour est liée à par le règle du tire bouchon Rabeux Michel Page 4

5 2. Analogie avec un aimant Les topographies du champ magnétique créé par un aimant et par une boucle de courant sont voisines loin des sources. On étend la notion de moment magnétique aux aimants. Pour l aimant droit le moment magnétique est dirigé du pôle Sud vers le pôle Nord La notion de moment magnétique permet d unifier les deux sources de champ magnétique Le moment magnétique d un aimant droit usuel est de l ordre de 1. Le moment magnétique d un petit aimant néodyme fer bore est de l ordre de 10. Le moment magnétique de la terre est de l ordre de 8.10.!!!! A moment magnétique identique, le champ magnétique est le même pour un aimant ou une source de courant ( à grande distance ). Rabeux Michel Page 5