Champ magnétique

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Cours Physique
Chap 4 : Le champ magnétique |[pic] |La première grande étape dans la compréhension de | |
| |l'interaction électromagnétique vient de |[pic] |
| |l'unification de l'électricité et du magnétisme en | |
| |une seule et même interaction par J. C. Maxwell en | |
| |1860. Puis, en 1864, Maxwell comprit que la lumière | |
| |était une onde électromagnétique. Enfin, en 1887, H.| |
| |Hertz montre l'existence d'ondes électromagnétiques | |
| |autres que la lumière. | |
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| |Dans ce chapitre, nous allons étudier la « partie | |
| |magnétique » de cette interaction et nous parlerons | |
| |plus précisément de « magnétostatique ». Ce terme | |
| |désigne l'étude des champs magnétiques crées par des| |
| |aimants immobiles ou des circuits au repos parcourus| |
| |par des courants. | |
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|Quelques points de repères |
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|Les phénomènes magnétiques naturels connus dès l'Antiquité présentent une certaine |
|analogie avec les effets électriques découverts à la même époque. Les anciens grecs |
|(encore eux !) connaissaient l'étrange propriété de certaines pierres de l'île de |
|Magnésia d'attirer le fer tout comme l'ambre frotté attire le papyrus. Aujourd'hui |
|on nomme cette pierre, plus précisément ce minerai trioxyde de fer (Fe2O3) ou plus |
|nostalgiquement « magnétite » en souvenir de son origine. |
|De nos jours, la notion de champ magnétique nous est devenue familière ; on parle du|
|champ magnétique créé par un aimant, ou une bobine électrique, celui d'un |
|électroaimant; on parle aussi du champ magnétique terrestre qui oriente les |
|boussoles et qui est responsable des aurores boréales... |
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|Reprenons nos petites histoires de piles du chapitre précédent. |
|Certains remarqueront que les piles tout comme les aimants permanents possèdent 2 |
|pôles opposés (« plus », « moins », « nord » ou « sud »). L'analogie entre |
|l'électricité et le magnétisme se ressère. |
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|En 1814, le physicien danois Oersted observe que le courant électrique produit par |
|une pile et circulant dans un fil conducteur dévie l'aiguille d'une boussole dans |
|une direction perpendiculaire à celle du courant (voir figure + expérience prof). |
|Il constate que la déviation dépend de l'intensité du courant, de la distance |
|séparant le fil de la boussole, et que celle-ci change avec le sens du courant. |
|Expérience d'Oersted |
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|Un courant électrique a donc un effet à distance sur un aimant, mais cette déviation|
|perpendiculaire au courant distingue la « force magnétique » des autres forces |
|connues à l'époque (à savoir la force de gravitation de Newton et la force |
|électrique de Coulomb) qui elles, s'exercent selon la droite qui relie les corps en |
|interaction. |
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|Bibliographie et vidéo : |
|http://mpimichelet.free.fr/oersted.html |
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|L'expérience d'Oersted (1min52) |
|http://videosphysique.blogspot.de/2013/01/une-experience-la-facon-drsted.html |
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|En 1820, Ampère démontre devant l'Académie des Sciences que 2 fils électriques |
|(enroulés en spirale sur l'image) s'attirent (perpendiculairement) quand les |
|courants qui les traversent sont de même sens, qu'ils se repoussent dans le cas |
|contraire, et que les forces varient en raison inverse du carré de la distance qui |
|sépare les fils (tiens, tiens...). |
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|C'est à Faraday, un savant autodidacte anglais, à qui on doit la notion si féconde |
|de « champ » introduit en physique (ici le champ magnétique) vers le milieu du |
|19ième siècle. C'est aussi ce physicien hors pair qui découvrira les phénomènes |
|d'induction en montrant qu'une variation de champ magnétique crée un courant |
|électrique ; propriété à la source de toute l'électrocinétique (moteur, alternateur |
|...). |
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|Bibliographie : http://mpimichelet.free.fr/faraday.html |
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|L'induction électromagnétique |
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|Montage 1: branchons une bobine aux bornes d'un oscilloscope. |
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|Observations : |
|l'aimant est immobile à proximité de la bobine : |
|....................................................................................|
|.. |
|on déplace rapidement l'aimant suivant l'axe de la bobine ?