Visualisation des champs électriques et magnétiques

Projet de Physique P6
STPI/P6/2012
Visualisations des champs électriques
et magnétiques
Étudiants :
Anatole
Chaumont-Frelet
Maël Harnieh
Tuan Viet Nguyen
Pierre Besson
Hamza El Ouedghiri
El Idrissi
Laura Loquin
Enseignant responsable
François guillotin

Date de remise du rapport : Lundi 18 Juin 2012
Référence du projet : STPI 1/P6/2012
Intitulé du projet : Visualisation des champs électriques et magnétiques
Type de projet : Expérimentation
Objectifs du projet :
Le projet consiste à effectuer des manipulations expérimentales afin de mettre en évidence
les champs électriques et magnétiques.
Mots-clefs du projet : Électromagnétisme, électricité, informatique
1. institut national des sciences appliquées de rouen
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Table des matières
Notations 4
Introduction 5
Méthodologie, organisation du travail 6
1 Champ électrique 7
1.1 Partiethéorique.................................... 7
1.1.1 Définition du champ électrique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.1.2 Modélisation informatique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
1.2 Partieexpérimentale ................................. 14
1.2.1 Explication de l’expérience . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
1.2.2 Présentation des résultats expérimentaux . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
1.3 Conclusion sur le champ électrique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
2 Champ magnétique 23
2.1 Lechampmagnétique ................................ 23
2.1.1 Principe.................................... 23
2.1.2 Applications.................................. 24
2.1.3 Effet Hall et Teslamètre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
2.1.4 Les Bobines d’Helmholtz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
2.2 Expériences ...................................... 27
Conclusion et perspectives 29
Bibliographie 30
A Documentation technique 31
B Programmes informatiques développées pour la viualisation du champ élec-
trique 33
B.1 Visualisationthéorique................................ 33
B.2 Visualisation expérimentale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
C Tracé à la main des équipotentielles 36
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Vocabulaire
Champ électromagnétique : Champ physique produit par le déplacement d’objets électri-
quements chargés. Il modifie le mouvement des objets chargés à proximité. Celui-ci s’étend
indéfiniment à travers l’espace et décrit l’intéraction électromagnétique. Le champ élec-
trique peut être vu comme une combinaison d’un champ électrique et d’un champ ma-
gnétique.
Champ électrique : Champ créé par des particules électriquemnt chargées et qui permet de
déterminer en tout point de l’espace la force électrique exercée à distance par ces charges.
(source : wikipédia)
Équipotentielle : Ensemble des points où un potentiel scalaire prend une même valeur nu-
mérique.
Lignes de champs : Perpendiculaires au équipotentielles, représentent le chemin que l’on sui-
vrait en partant d’un point et en suivant les vecteurs du champ.
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