O domainemagnétique est une région de l'espace où charges électriques en mouvement sont soumis à l'action d'un force magnétique, capables de changer de trajectoire. Le champ magnétique est le résultat du mouvement de charges électriques, comme dans le cas d'un fil qui conduit courant électrique ou même dans l'oscillation de particules subatomiques, comme le électrons.
Propriétés du champ magnétique
Selon SI, l'unité de mesure du champ magnétique est le tesla (T), en l'honneur de l'un des grands spécialistes des phénomènes magnétiques, Nikola Tesla (1856-1943). le champ magnétique é vecteur, aussi bien que champ électrique ou la champ gravitationnel, par conséquent, affiche les propriétés de module, de direction et de sens.
Ce type de champ peut être produit par aimants naturel et artificiel, fabriqué avec des bobines et des bobines conductrices. Si vous souhaitez en savoir plus sur les origines du champ magnétique, nous vous suggérons de lire notre article sur magnétisme et posez toutes vos questions.
Voirégalement:Découvrez quelques conseils essentiels pour économiser l'électricité
Comme dit, l'origine du champ magnétique est dans le mouvementduchargesappareils électriques. Lorsque le champ électrique oscille dans une région de l'espace, cette oscillation donne naissance à un champ magnétique orienté dans une direction perpendiculaire (90º) au champ électrique. Pour mieux comprendre les propriétés du champ magnétique, nous utilisons une caractéristique connue sous le nom de lignes d'induction, à travers elle, nous pouvons mieux visualiser la forme du champ magnétique.
lignes de champ magnétique
Les lignes de champ magnétique sont toujours fermé, elles ou ils Jamaissitraverser, et plus ils sont proches, plus la force du champ magnétique dans cette région est grande. De plus, la région dans laquelle les lignes d'induction émergent des aimants est appelée nord magnétique, et la région dans laquelle ces lignes d'induction plongent est appelée sud magnétique.
Monopoles magnétiques
Une autre caractéristique du champ magnétique concerne la inexistence de monopôles magnétiques, c'est-à-dire que tout champ magnétique a un pôle sud et un pôle nord, contrairement au champ électrique, qui permet l'existence de charges positives et négatives, par exemple.
Lorsqu'une charge électrique se déplace dans une région de champ magnétique, une force magnétique, perpendiculaire à la sa vitesse et la direction du champ magnétique, il se pose, produisant une déviation dans la trajectoire des charges appareils électriques. Ce phénomène se produit souvent dans poteauxmagnétiquede la terre, qui ont un champ magnétique plus grand et, par conséquent, sont capables de dévier les particules chargées du vent solaire, donnant lieu à aurores polaires.
Ne vous arrêtez pas maintenant... Y'a plus après la pub ;)
formule de champ magnétique
La formule utilisée pour calculer le champ magnétique dépend de la forme du corps qui le produit. Les cas les plus courants sont ceux où l'on calcule le champ magnétique des fils, des spires et des bobines. Découvrez les formules utilisées pour calculer le champ magnétique :
Champ magnétique d'un fil conducteur
Pour calculer l'intensité du champ magnétique produit par un fil conducteur, traversé par un courant électrique, on utilise la formule suivante :
B – champ magnétique (T)
μ0 – perméabilité magnétique du vide (4π.10-7 T.m/A)
je – courant électrique (A)
ré – distance du point au fil (m)
La formule ci-dessus nous permet de calculer la force d'un champ magnétique, généré par un fil conducteur, en un point à une distance d, sur la base de ce fil.
Champ magnétique généré par une boucle circulaire
Le champ magnétique généré par une boucle circulaire peut être calculé par la formule suivante :
R – rayon de braquage (m)
Champ magnétique généré par une bobine
Les bobines sont formées par un ensemble de bobines conductrices. Le calcul du champ magnétique produit par une bobine est très similaire à celui fait pour les spires, dans ce cas, la différence reste avec l'entier n — le nombre de spires qui composent la bobine :
non - nombre de tours
Le champ magnétique terrestre
Le champ magnétique terrestre provient de larotationdu noyau terrestre, qui se produit à une vitesse différente de celle de la croûte terrestre. Le noyau de la Terre est formé d'une grande quantité de métaux qui ont une grande quantité de charges électriques, c'est le mouvement de ces charges qui donne naissance au champ magnétique terrestre.
Le champ magnétique fonctionne comme une sorte de bouclier pour le gaz atmosphériques, sinon pour lui, le atmosphère terrestre serait emporté par la grande quantité de particules émises par le Soleil tout le temps.
Le champ magnétique terrestre a joué un rôle important dans la navigation, lors de l'utilisation du boussole comme principal outil de navigation. De plus, de nombreux animaux sont capables de reproduire des routes migratoires grâce à leur capacité à capter l'orientation du champ magnétique terrestre. Si vous voulez en savoir plus sur ce sujet, lisez notre texte: Le champ magnétique terrestre.
champ magnétique et champ électrique
Les champs électriques et magnétiques sont liés, comme l'a montré le physicien et mathématicien anglais James Clerk Maxwell (1831-1879). En 1864, Maxwell unifia les phénomènes électriques et magnétiques, montrant que la lumière était une onde et qu'elle était produite par l'oscillation des champs électriques et magnétiques.
D'après ses calculs, Maxwell a constaté que le variation d'un champ électrique a donné naissance à un champ magnétique, tout comme il était capable de produire un champ électrique dynamique. La conclusion de Maxwell était que, ensemble, ces champs de vecteurs ont donné lieu à la ondes électromagnétiques, comme la lumière visible, les ondes radio, radiographie etc.
Lire la suite: Magnétisation: Comment un matériau qui n'a pas de caractéristiques magnétiques devient-il un aimant ?
Exercices résolus sur le champ magnétique
(Question 1) Un fil conducteur transporte un courant électrique de 0,5 A. Déterminer la force du champ magnétique produit par ce fil, en unités de µT (10-6 T), à un point situé à 50 cm de ce fil.
Données: μ0 = 4π.10-7 T.m/A
a) 20,0 T
b) 0,2 µT
c) 2,0 µT
d) 4,0 µT
e) 2,5 µT
Modèle: La lettre B
Résolution: Utilisons la formule du champ magnétique produit par le fil pour calculer ce qui est demandé à la question 1, voici comment :
Grâce au calcul, nous avons constaté que la force du champ magnétique produit par le fil correspond à la alternative b.
(Question 2) Un tour de rayon égal à 5 cm est parcouru par un courant électrique de 1,5 A. Déterminez la force du champ magnétique produit par cette boucle.
Données: μ0 = 4π.10-7 T.m/A, utilisez = 3.
a) 1.5.10-6 T
b) 1.8.10-5 T
c) 2.0.10-4 T
d) 1.3.10-5 T
e) 1.8.10-8 T
Modèle: La lettre B
Résolution: Pour résoudre l'exercice, il faut transformer l'unité de mesure du rayon en mètres (5 cm = 0,05 m), pour pouvoir utiliser la formule du champ magnétique généré par une boucle :
Question 3) Une bobine de 500 spires d'un rayon de 2,5 cm est portée par un courant électrique de 0,5 A. Déterminer la force du champ magnétique, en unités de mT (10-3 T), produit par cette bobine.
Données: μ0 = 4π.10-7 T.m/A, utiliser π = 3.
a) 1,5 mT
b) 2,0 mT
c) 6,0 mT
d) 5,0 mT
e) 3,0 mT
Modèle: Lettre D
Résolution: Pour résoudre l'exercice, nous utiliserons la formule du champ magnétique généré par une bobine, notez :
A la fin de l'exercice, il a fallu décaler la position de la virgule jusqu'à ce que le résultat soit exprimé en notation scientifique.
Par M.e Rafael Helerbrock
Professeur de physique
