Le champ magnétique dans un conducteur rectiligne

Le principe fondamental de l'électromagnétisme d'Oersted
Pour un champ magnétique qui se dirige dans la page
(entre dans la page), on utilise le symbole ci-dessous qui
représente la queue d'une flèche qui s'éloigne de toi :
Pour un champ magnétique qui se dirige vers toi (sort de
la page), on utilise le symbole ci-dessous qui représente
la pointe d'une flèche qui se dirige vers toi :
• B représente l'intensité du champ magnétique
en T (tesla).
•
est la perméabilité du vide en T•m/A.
• I est la magnitude du courant en A (ampère).
• r est la distance perpendiculaire du fil en m
(mètre).
Le champ magnétique dans un
conducteur rectiligne
• Bien que le champ magnétique d'un fil conducteur
rectiligne n'ait pas de pôles, il possède cependant une
direction. Pour trouver cette direction, il suffit d'utiliser la
règle de la main gauche et la règle de la main droite.
• On peut aussi utiliser ces règles pour prédire ou pour
indiquer la direction de la déflexion de l'aiguille d'une
boussole, comme l'a observé Oersted.
Première règle de la main
gauche
Cette règle est utilisée pour déterminer la direction du
champ magnétique étant donné la direction du flux
d'électrons. Si tu tiens un conducteur dans la main
gauche, ton pouce indiquera la direction du flux
d'électrons (e-), et tes doigts enroulés la direction du
champ magnétique (B). Le bout de tes doigts indiquerait
également le pôle nord (N) si tu plaçais le conducteur
au-dessus d'une boussole.
Première règle de la main droite
Cette règle est utilisée pour déterminer la direction du
champ magnétique étant donné la direction du courant
conventionnel. Si tu tiens un conducteur dans la main
droite, ton pouce indiquera la direction du courant
conventionnel (e-) et tes doigts enroulés la direction du
champ magnétique (B). Le bout de tes doigts indiquerait
également le pôle nord (N) si tu plaçais le conducteur
au-dessus d'une boussole
Animation
• http://d2l.adlc.ca/content/ADLCDepts/Franc/ScienceSH/SCN3797-5cFr28Aug08/module3/multimedia/electromag
netisme/m3le020402_an.htm
Le champ magnétique
d'une bobine ou d'un
solénoïde
On peut intensifier le
champ magnétique
d'un conducteur
rectiligne en formant
une boucle avec le fil.
On peut considérer
cette boucle comme
une série de
segments, chacun
représentant un arc
de cercle et générant
son propre champ
magnétique. Le
champ à l'intérieur de
la boucle représente
la somme des champs
de chaque segment,
ce qui explique
l'augmentation en
intensité.
Pour intensifier le champ
magnétique, on rassemble un
grand nombre de boucles
(spires) de manière à former
une bobine ou un solénoïde.
• Les lignes de champ magnétique à l'intérieur de la bobine
sont droites, presque également espacées et orientées dans
la même direction. C'est ce qu'on appelle un champ
magnétique uniforme parce que la force magnétique a la
même intensité et agit dans la même direction à tous les
points du champ.
• On peut observer une grande ressemblance entre le champ
magnétique produit par une bobine et celui créé par un
aimant droit. On peut donc dire que le cylindre formé possède
un pôle nord et un pôle sud. C'est pour cette raison que l'on
appelle une bobine un « électroaimant ».
Si la bobine se comporte comme un aimant,
comment peut-on trouver la direction du champ
magnétique et, par le fait même, le pôle nord et le
pôle sud?
• Deuxième règle de la main gauche (flux
d'électrons)
Deuxième règle de la main droite
(courant conventionnel)
Si tu tiens la bobine dans la main droite, tes doigts
enroulés se dirigeant dans la direction du courant
conventionnel, ton pouce pointera dans la direction du
champ magnétique à l'intérieur de la bobine. Ton pouce
se dirigera vers le pôle nord du champ magnétique.
Si on veut augmenter l'intensité du champ
magnétique du solénoïde, on peut remplacer
l'espace à l'intérieur par une substance
ferromagnétique.
Ainsi, le champ magnétique de la bobine aligne les
champs magnétiques des atomes de la substance
afin que le champ magnétique total soit la somme
de ces deux champs.
En résumé, les facteurs qui influencent la
magnitude du champ magnétique d'une
bobine sont :
l'intensité du courant dans la bobine;
le nombre de tours (spires) de la bobine;
le type de matériau utilisé pour le noyau
(espace à l'intérieur).