Électricité – Magnétisme
Champs électrique – Flux électrique –
Loi de Gauss – Énergie potentielle électrique –
Potentiel électrique – Induction électrostatique –
Moment dipolaire électrique – Densité de polarisation. moment dipolaire – Densité de polarisation
Magnétisation – Flux magnétique – Loi de Biot-Savart –
Moment dipolaire magnétique – Loi de Gauss pour le magnétisme
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Inductance – Impédance – Cavités résonantes – Guides d’ondes
Le champ magnétique est la zone autour d’un aimant dans laquelle il y a une force magnétique. Les charges électriques en mouvement peuvent créer des champs magnétiques. Les champs magnétiques sont généralement visibles par les lignes de flux magnétique. À tout moment, la direction du champ magnétique est indiquée par la direction des lignes de flux magnétique. La force d’un aimant dépend de l’espace entre les lignes de flux magnétique. Plus les lignes de flux sont proches les unes des autres, plus l’aimant est puissant. Plus elles sont éloignées, plus il est faible. On peut voir les lignes de flux en plaçant de la limaille de fer sur un aimant. La limaille de fer se déplace et s’organise selon les lignes. Les champs magnétiques donnent de la puissance aux autres particules qui touchent le champ magnétique.
En physique, le champ magnétique est un champ qui traverse l’espace et qui fait bouger par une force magnétique les charges électriques et les dipôles magnétiques. Les champs magnétiques sont autour des courants électriques, des dipôles magnétiques et des champs électriques changeants.
Lorsqu’ils sont placés dans un champ magnétique, les dipôles magnétiques sont dans une ligne avec leurs axes pour être parallèles aux lignes de champ, comme on peut le voir lorsque la limaille de fer est en présence d’un aimant. Les champs magnétiques possèdent également leur propre énergie et leur propre quantité de mouvement, avec une densité d’énergie proportionnelle au carré de l’intensité du champ. Le champ magnétique est mesuré dans les unités de teslas (unités SI) ou de gauss (unités cgs).
Il existe quelques types spécifiques notables du champ magnétique. Pour la physique des matériaux magnétiques, voir magnétisme et aimant, et plus particulièrement le diamagnétisme. Pour les champs magnétiques réalisés en modifiant les champs électriques, voir électromagnétisme.
Le champ électrique et le champ magnétique sont des composantes du champ électromagnétique.
La loi de l’électromagnétisme a été fondée par Michael Faraday.
Champ H
Les physiciens peuvent dire que la force et les couples entre deux aimants sont causés par les pôles magnétiques qui se repoussent ou s’attirent. C’est comme la force de Coulomb qui repousse les mêmes charges électriques ou attire les charges électriques opposées. Dans ce modèle, un champ magnétique H est produit par des charges magnétiques qui sont « étalées » autour de chaque pôle. Ainsi, le champ H est comme le champ électrique E qui commence à une charge électrique positive et se termine à une charge électrique négative. À proximité du pôle nord, toutes les lignes du champ H s’éloignent du pôle nord (qu’elles soient à l’intérieur ou à l’extérieur de l’aimant), tandis qu’à proximité du pôle sud (qu’elles soient à l’intérieur ou à l’extérieur de l’aimant), toutes les lignes du champ H se dirigent vers le pôle sud. Un pôle nord, alors, ressent une force dans la direction du champ H tandis que la force sur le pôle sud est opposée au champ H.
Dans le modèle du pôle magnétique, le dipôle magnétique élémentaire m est formé par deux pôles magnétiques opposés de force polaire qm séparés par une très petite distance d, telle que m = qm d.
Malheureusement, les pôles magnétiques ne peuvent pas exister séparément les uns des autres. Tous les aimants ont des paires nord/sud qui ne peuvent être séparées sans créer deux aimants ayant chacun une paire nord/sud. De plus, les pôles magnétiques ne rendent pas compte du magnétisme qui est produit par les courants électriques ni de la force qu’un champ magnétique applique aux charges électriques en mouvement.
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Un des premiers dessins d’un champ magnétique, par René Descartes, 1644, montrant la Terre attirant des pierres à loges. Il illustrait sa théorie selon laquelle le magnétisme était causé par la circulation de minuscules particules hélicoïdales, les « parties filetées », dans les pores filetés des aimants.
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La direction des lignes de champ magnétique représentée par l’alignement de la limaille de fer saupoudrée sur un papier placé au-dessus d’un barreau aimanté.
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