CHAMP MAGNÉTIQUE CRÉÉ PAR UN COURANT ÉLECTRIQUE

1. Le champ magnétique d'un conducteur rectiligne :

• 1.1. Le spectre du champ magnétique :

  

  La figure ci-contre représente le spectre du champ magnétique généré par un conducteur rectiligne..

  Le sens du vecteur champ magnétique est liée au sens du courant électrique traversant le conducteur rectiligne. Ce sens peut être connu en appliquant l'une des deux règles suivantes :

  1.1.a‌.) Règle de l'observateur d'Ampère :

  On considère un observateur s'étendant dans la direction du conducteur de sorte que le courant électrique passe des pieds à la tête, lorsque cet observateur regarde un point M du champ magnétique, son bras gauche indique la direction et le sens du vecteur champ magnétique en ce point indiquer.

  1.1.b‌.) Règle de la main droite :

  On pose la main droite sur le conducteur pour que sa paume soit dirigée vers un point M du champ magnétique et que le courant sorte du bout de ses doigts, dans ce cas le pouce indique quand on s'éloigne des doigts vers la direction et le sens du vecteur champ magnétique à cet endroit.

• 1.2. Intensité du champ magnétique d'un conducteur rectiligne :

  

  L'intensité du champ magnétique en M est :

  Où : µ: une constante appelée la transmittance , et elle caractérise le milieu dans lequel se situe le champ : µ=µ₀.µ_r

  Où : µ₀ : appelée la perméabilité de l'espace, sa valeur est : µ₀=4π10^-7(S.I)

  µ_r : la perméabilité relative du milieu .

  Remarque:

  * pour le vide : µ_r=1 أي: µ=µ₀

  * pour l'air: µ_r≈1أي: µ≈µ₀

2. Le champ magnétique d'une bobine plate circulaire :

Une bobine plate est un circuit électrique circulaire constitué de plusieurs enroulements conducteurs, dont le rayon R est très grand devant sa longueur L.

• 1.2. Le spectre du champ magnétique :

  

  La figure ci-contre représente le spectre du champ magnétique induit par un conducteur circulaire.

  Le sens de peut être connue en appliquant la règle de observateur d'ampère ou la règle de la main droite.

• 2.2. La face de la bobine :

  

  Dans une bobine plate, les lignes de champ entrent d'un côté et sortent de l'autre. De même avec un aimant on appelle le premier la face sud S , et le second la face nord N.

  Pour distinguer ces deux faces, nous suivons la méthode suivante :

  * Si nous suivons le sens du courant et dessinons la lettre N , nous disons que la face est la face nord.

  * Si nous suivons le sens du courant et dessinons la lettre S , nous disons que la face est la face sud.

• 3.2. L'intensité du champ magnétique au centre de la bobine plate :

  Une bobine plate a un nombre de spires N et un rayon de R , lorsqu'un courant électrique I la traverse, un champ magnétique d'intensité B apparaît en son centre :

  

• 4.2. Exercice pratique :

  On considère une bobine plate dont le rayon est R=10cm et son nombre de spires est N=30.

  1. Calculer l'intensité du courant qui doit traverser la bobine pour que l'intensité du champ magnétique créé en son centre soit : 10B_H؟

  2.Orientez la bobine de manière à ce que son axe soit perpendiculaire à , Quel est l'intensité du courant I’ qu'il faut faire passer dans la bobine pour dévier une aiguille aimantée positionnée en son centre d'un angle α=60°؟

3. Champ magnétique induit par le solénoïde :

Un solénoïde est un circuit électrique circulaire constitué de plusieurs enroulements conducteurs, dont la longueur L est très grande devant son rayon R.

• 1.3. Le spectre du champ magnétique :

  

  La figure ci-contre représente le spectre du champ magnétique généré par un solénoïde.

  La direction et le sens du vecteur champ magnétique peuvent être connue en appliquant l'une des deux règles précédentes, l'observateur d'Ampère et la règle de la main droite.

  On Détermine la face nord et la face sud du solénoïde de la même manière que pour la bobine plate.

  Remarque:

  les lignes de champ magnétique à l'intérieur du solénoïde loin de ses extrémités sont des lignes parallèles à l'axe de la bobine, donc le champ magnétique est régulier à l'intérieur du solénoïde.

• 2.3. Intensité du champ magnétique à l'intérieur du solénoïde :

  L'intensité du champ magnétique d'un solénoïde de longueur L et de nombre de spires N faisant passer un courant électrique I est :

  

  Avec : : le nombre de tours par mètre.

  Remarque:

  lorsqu'un noyau en fer forgé (acier) est inséré dans un solénoïde, le milieu dans lequel le champ magnétique est produit change.

  Puisque : µ_r=100 l'intensité du champ magnétique est 100 fois supérieure à l'intensité précédente.