Champ magnétique

Champ magnétique
I / Notion de champ magnétique
1) Mise en évidence
Expérience : 1
En un point de la surface terrestre ne contenant ni aimant, ni circuit électrique, une aiguille aimantée s'oriente
selon la direction nord-sud
Expérience : 2
Bobine parcourue par un courant
Aimant
Déviation de l’aiguille aimantée
L'aimant modifie les propriétés de l'espace qui l'environne : on dit que l'aimant crée un champ magnétique dans son
environnement.
L'aiguille aimantée permet de détecter le champ magnétique C'est un détecteur de Champ.
Donc puisque elle dévie au voisinage de la bobine qui est parcourue par un courant on peut conclure que la bobine
crée un champ magnétique, l'aiguille aimantée le détecte
Exemples de sources de champ magnétique : la terre ; les aimants ; les courants électriques
2) Caractéristique du champ magnétique
Le champ magnétique en un point M de l’espace est caractérisé par son vecteur champ magnétique B
Direction : celle d'une aiguille magnétique placée en ce point
Sens : Du pôle sud au pôle Nord de l'aiguilleaimantée
M
B
Intensité ( valeur ): || B ||d'autant plus grande que les forces
magnétiques sur l'aiguille sont plus importantes
Unité: le tesla (T)
Point d’application : Le point M
3) Les faces d'une bobine
a) règle de la main droite
Lorsque la main empoigne la bobine avec les 4 doigts dans le sens de I, le pouce pointe vers la face nord.
a) règle de la main droite
Lorsque la main empoigne la bobine avec les 4 doigts dans le sens de I, le pouce pointe vers la face nord.
b) Règle du bonhomme d'ampère
L'observateur d'ampère placé sur une spire de la bobine, le courant entrant par ses pieds et sortant par sa tête,
indique le sens du champ magnétique par son bras gauche lorsqu'il regarde le centre de la spire
II/ Ligne de champ et spectre magnétique
1) Lignes de champ
Les lignes de champ sont des courbes fermées qui ne se coupent jamais. Elles sont en nombres infinies.
Le vecteur champ magnétique B en un point est tangent à la ligne de champ passant par ce point.
2) Spectre magnétique
a) Champ créé par un aimant droit
Les lignes sortent du pôle N et entrent par le pôle S.
b) Champ créé par un aimant en U
Entre les branches de l'aimant, le vecteur champ magnétique B
est le même en tout point( il garde les mêmes caractéristiques);
on dit alors que le champ magnétique est uniforme.
Le spectre magnétique est constitué par des droites parallèle entre eux.
c) Champ créé par un conducteur circulaire (bobine plate) parcouru par le courant
Toutes les lignes sortent par une face appelée face nord (N) et
entrent par l'autre face appelée face sud (S).
Le sens de B dépend du sens de courant I.
Le champ au centre est d'autant plus important que l'intensité de
courant est plus élevée et que le rayon est plus petit.
d) Champ créé par un solénoïde (bobine longue) parcouru par le courant
e) Champ créé par un conducteur rectiligne parcouru par le courant
Il n'y a pas de pôles N ni S. Le sens de B dépend du sens de I.
L'intensité B du champ augmente avec l'intensité de courant et diminue
avec la distance au conducteur.
. O
𝝁 𝑰
𝟎
Valeur de B en un point M : || B || = 𝟐𝝅𝑹
( R = MO )
III/ Superposition de champ magnétique
1) Le champ magnétique terrestre
En absence de tout autre champ magnétique, une aiguille aimantée s'oriente suivant le champ magnétique
terrestre. Ce champ se trouve dans un plan appelé le plan méridien magnétique. Il possède deux composantes :

Pour bien comprendre :
y
2) Le champ magnétique créé par deux aimants droit
Soit l’exemple ci-contre :
On donne les valeurs de BC , BA et 𝜶 l’angle entre
les deux vecteurs BC et BA
Par une simple projection sur les axes ( x’x et y’y )
on peut trouver la valeur de B ( champ magnétique
totale ou résultant )
x
x’
y’