ÉLECTRICITÉLois et applications

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La magnétostatique, le magnétisme

Les lois fondamentales

Si une charge est au repos, elle crée dans l'espace la perturbation vectorielle champ électrostatique E, mais si elle est animée d'une vitesse constante, elle crée une perturbation supplémentaire : le vecteur champ magnétique B. Ainsi, un conducteur parcouru par un courant, produit un champ magnétique dû au mouvement des porteurs de charges, mais le champ électrique est nul puisque le conducteur est globalement neutre.

On peut mettre en évidence l'existence de ce champ car il modifie la direction d'une aiguille aimantée, c'est l'expérience d'Œrsted. La loi de Biot et Savart permet de connaître la valeur de ce champ en un point distant d'un conducteur parcouru par un courant d'intensité i. La norme du champ est proportionnelle à cette intensité, sa direction dépend de la forme et de la position du circuit.

Un autre conducteur parcouru par un courant d'intensité I placé dans le champ magnétique créé par le courant i (champ magnétique B) est soumis à une force, la force magnétique F. La loi de Laplace permet de calculer cette force :

(× désignant le produit vectoriel), elle est proportionnelle à l'intensité I (fig. 2).

Lois fondamentales

Dessin : Lois fondamentales

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Lois fondamentales : a) un courant i crée un champ magnétique; b) deux courants de même sens s'attirent, deux courants de sens contraires se repoussent. 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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La loi de Biot et Savart montre qu'un courant est une source de champ magnétique. La connaissance de la structure de la matière permet d'expliquer le magnétisme. En effet, la description atomique indique que les électrons gravitent autour des noyaux. Ce déplacement de charges étant équivalent à un « courant », il crée un champ magnétique (fig. 3). Cependant, à l'échelle macroscopique, le champ magnétique moyen créé est généralement nul.

Déplacement électronique autour du noyau

Dessin : Déplacement électronique autour du noyau

Dessin

Le déplacement électronique autour du noyau crée un champ magnétique d'une façon analogue à une spire de courant. 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Lorsqu'un champ magnétique extérieur oriente les divers courants équivalents aux déplacements des électrons, la matière s'aimante ; elle produit un champ magnétique non nul et peut être soumise à une force magnétique. Le matériau aimanté se comporte comme une spire parcourue par un courant.

Les phénomènes sont qualitativement et quantitativement très différents suivant les corps envisagés. Ainsi, pour les corps diamagnétiques ce [...]


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Principaux phénomènes électriques et lois fondamentales qui les régissent

Principaux phénomènes électriques et lois fondamentales qui les régissent
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La fée électricité

La fée électricité
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Création d'un champ électrique

Création d'un champ électrique
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Lois fondamentales

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Jean-Marie DONNINI, Lucien QUARANTA, « ÉLECTRICITÉ - Lois et applications », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 27 septembre 2020. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/electricite-lois-et-applications/