Le champ magnétique

1. La mise en évidence d'un champ magnétique :

• 1.1. Utilisation de l'aiguille magnétique pour détecter un champ magnétique :

  

  Quelque soit le lieu sur la surface de la Terre, une aiguille aimantée, et il peut tourner dans un plan horizontal, prend toujours le même sens. Nous concluons qu'il permet de mettre en évidence la présence d'un champ géomagnétique.

  convention:

  On appelle pôle nord l'extrémité d'une aiguille magnétique son dirigée vers le pôle nord magnétique (proche du pôle nord géographique). Et le pôle sud de l'autre côté.

• 2.1. L'effet d'un aimant sur une aiguille magnétique :

  L'aimant est tout objet capable d'attirer le fer.

  Lorsqu'on approche une aiguille aimantée, on s'aperçoit qu'elle change de direction.

  On en conclut donc que l'aimant crée un champ magnétique dans l'espace qui l'entoure.

  Remarque :

  * Lorsque deux aimants sont rapprochés, les mêmes pôles se repoussent, tandis que les différents pôles s'attirent.

  * Si nous cassons un aimant, les pièces résultantes seront toujours disponibles aux pôles sud et nord.

• 3.1. L'effet d'un courant électrique sur une aiguille aimantée :

  L'aiguille magnétique est déviée lorsqu'on l'approche d'un fil traversé par un courant électrique, on en conclut donc qu'elle crée un champ magnétique dans l'espace qui l'entoure.

2. Vecteur de champ magnétique :

Dans un champ magnétique, une aiguille magnétique prend un sens et une direction spécifiques. On dit que le champ magnétique est une grandeur vectorielle, et donc on l'associe à un vecteur qu'on appelle le vecteur champ magnétique, et on le symbolise par : .

• 1.2. Caractéristiques d'un vecteur champ magnétique :

  Caractéristiques d'un vecteur champ magnétique au point M est:

  * Origine : point M.

  * Direction : La direction prise par une aiguille aimantée placée au point M.

  * Sens (Orientation) : du pôle sud au pôle nord de l'aiguille.

  * Intensité : mesurée avec un dispositif Teslameter. Son unité en (S.I) est Tesla T.

  Exemples:

  sa source	Le corps humain	la terre	aimant en porcelaine	électro-aimant	bobine supraconductrice
  valeur (T)	3.10-10	5.10-5	0,02	de 1 a 5	de 10 a 40

• 2.2. lignes de champ magnétique :

  Pour représenter le champ magnétique, nous utilisons de la limaille de fer, la somme de ces lignes forme le spectre du champ magnétique.

  De ces spectres, nous concluons que:

  * Les lignes de champ magnétique d'un aimant sont des courbes dirigées de son pôle nord vers son pôle sud.

  * En tout point du champ magnétique, le vecteur champ magnétique est tangentiel à la ligne de champ.

  * Les lignes de champ magnétique sont des boucles fermées à l'intérieur d'un aimant.

  Remarque :

  Un champ magnétique est uniforme lorsque le vecteur champ magnétique conserve les mêmes propriétés en chaque point du champ. Dans ce cas, les lignes de champ sont des lignes parallèles.

• 2.3. Superposition de champs magnétiques :

  Le champ magnétique induit en un point M par plusieurs sources est égal à la somme vectorielle des champs magnétiques induits par chaque source individuelle.

  

• 2.4. Exercice pratique :

  

  Deux aimants droits ① et ② sont positionnés selon la figure ci-contre.

  Nous avons : B₁(P)=20mT et B₂ (P)=10mT

  - Trouver les caractéristiques du vecteur champ magnétique (on néglige le champ géomagnétique).

3. champ magnétique terrestre :

La Terre est la source d'un champ magnétique appelé champ géomagnétique et nous le symbolisons par: , et il n'est régulier que dans un espace limité et son intensité est : B_T=5.10^-5T.

Le vecteur champ géomagnétique s'écrit :

Où : : la composante horizontale de: .

: la composante vertical pour: .

* Il est orienté vers le centre de la Terre dans l'hémisphère nord.

* Son Orientation centrifuge dans l'hémisphère sud..

: L'angle formé entre les plans (P) et (Q) , est appelé angle de déclinaison magnétique.

: L'angle formé entre et , s'appelle l'angle d'inclinaison.

Remarque :

L'intensité du champ géomagnétique change avec le temps et l'espace..