Remerciez-le!

Remerciez @Admin pour avoir partagé cet document gratuitement, de la manière la plus simple, en partageant sur les réseaux sociaux.

Champ magnétique Visualisation du champ magnétique créé par un aimant droit. Un

Champ magnétique Visualisation du champ magnétique créé par un aimant droit. Unités SI Tesla (T) Autres unités Gauss (G), œrsted (Oe) Dimension M·T −2·I −1 Base SI kg⋅s−2⋅A−1 Nature Grandeur vectorielle (pseudovecteur) intensive Symbole usuel , Lien à d'autres grandeurs Vue d'artiste de la magnétosphère terrestre. Ferrofluide soumis à un champ magnétique. Au-delà d'une valeur seuil du champ magnétique, il devient plus favorable énergétiquement pour la surface libre d'adopter un profil avec des pointes, en dépit de la gravité et de la tension superficielle du fluide qui favorisent une interface plane. Champ magnétique En physique, dans le domaine de l'électromagnétisme, le champ magnétique est une grandeur ayant le caractère d'un champ vectoriel , c'est-à-dire caractérisée par la donnée d'une norme, d’une direction et d’un sens, définie en tout point de l'espace et permettant de modéliser et quantifier les effets magnétiques du courant électrique ou des matériaux magnétiques comme les aimants permanents. La présence du champ magnétique se traduit par l'existence d'une force agissant sur les charges électriques en mouvement (dite force de Lorentz) et par divers effets affectant certains matériaux (diamagnétisme, paramagnétisme, ferromagnétisme, etc.). La grandeur qui détermine l'interaction entre un matériau et un champ magnétique est la susceptibilité magnétique. Les différentes sources de champ magnétique sont les aimants permanents, le courant électrique (c'est-à- dire le déplacement d'ensemble de charges électriques), ainsi que la variation temporelle d'un champ électrique (par induction électromagnétique). Sauf exception, cet article traite du cas du régime statique ou indépendant du temps, pour lequel le champ magnétique existe indépendamment de tout champ électrique, soit en pratique celui créé par les aimants ou les courants électriques permanents. Toutefois, en régime variable, c'est-à-dire pour des courants électriques non permanents, ou des champs électriques variables, le champ magnétique créé, lui-même variable, est la source d'un champ électrique, et donc ne peut être considéré de façon indépendante (cf. champ électromagnétique). a Terminologie Description Historique Antiquité XVIIIe siècle XIXe siècle XXe siècle XXIe siècle Expression du champ magnétique Notation Unités Ordres de grandeur Manifestations du champ magnétique Courants électriques Champs magnétiques des planètes Monopôles magnétiques Origine relativiste Champ magnétique, excitation magnétique et aimantation Définitions Différence entre B et H Visualisation du champ magnétique Lignes de champ Observation Décomposition Effets du champ magnétique Effets physiques Force de Lorentz Force de Laplace Supraconducteurs Induction, induction mutuelle et ondes Effet Hall Magnétorésistance Dipôles magnétiques Effets géologiques Effets biologiques Effet des champs magnétostatiques Effet des champs magnétiques pulsés Énergie magnétique Calcul du champ magnétique Propriétés mathématiques Symétries Calcul du champ Théorème d'Ampère Loi de Biot-Savart locale Loi de Biot-Savart intégrale Potentiel vecteur Applications Déviation de particules Chambres à bulles Résonance magnétique : IRM et RMN Transformateurs électriques Moteurs électriques Recherche prospective Notes et références Notes Références Voir aussi Articles connexes Liens externes Bibliographie Sommaire Le moment magnétique de l'aiguille aimantée se traduit par sa tendance à s'aligner dans le champ magnétique terrestre. Deux champs vectoriels apparentés servent en physique à décrire les phénomènes magnétiques et peuvent de ce fait prétendre au nom générique de « champ magnétique » : l'un, noté , décrit la « densité de flux magnétique » dans l'espace, qui est à l'origine des effets à distance du magnétisme, et notamment de l'« induction électromagnétique » . Il s'exprime en teslas ; l'autre, noté , qui est en pratique plutôt utilisé dans l'étude de l'électromagnétisme des milieux continus, décrit au niveau local l'« aimantation » propre de la matière, ou son « excitation magnétique » sous l'effet d'un champ électromagnétique externe (dont l'effet global confère en particulier à un corps donné un moment magnétique d'ensemble). Il s'exprime en ampères par mètre . Lorsqu'il est nécessaire de faire la différence entre les deux, le champ peut être qualifié de « champ d'induction magnétique » et le champ de « champ d'aimantation » ou de « champ d'excitation magnétique ». Bien que les normes internationales de terminologie prescrivent de réserver l’appellation de « champ magnétique » au seul champ vectoriel , en physique fondamentale, le terme pris absolument désigne le plus souvent le champ vectoriel , en dehors du cas spécifique de l'étude des milieux continus. C'est bien de ce champ dont il est question dans le présent article. La manifestation historique la plus élémentaire du champ magnétique est celle du champ magnétique terrestre, à travers sa tendance à faire tourner l'aiguille d'une boussole : laissée libre de tourner, l'aiguille s'aligne dans la direction du pôle nord, ce qui montre qu'elle subit un moment qui tend à l'aligner dans cette direction. Le couple qui tend à ramener l'aiguille aimantée sur la direction du pôle magnétique est le produit vectoriel d'une grandeur vectorielle intensive caractéristique du lieu, le champ magnétique (supposé localement uniforme), et d'une quantité vectorielle extensive, caractéristique de l'aiguille, son moment magnétique . Cette relation se traduit mathématiquement par : . Cette définition donne donc une méthode permettant, en pratique, de mesurer le champ magnétique en un point à partir d'un système comportant un moment magnétique déterminé. La même méthode permet symétriquement de mesurer le moment magnétique d'un échantillon inconnu placé dans un champ magnétique connu. Mathématiquement, le champ magnétique est ainsi décrit par un champ pseudo vectoriel , qui se rapproche d'un champ de vecteurs par plusieurs aspects, mais présente quelques subtilités au niveau des symétries. Ceci étant dit, cette expérience primitive ne dit rien sur la nature du champ magnétique, ni sur celle du moment magnétique d'un objet qui s'y déplace. Au xixe siècle, l'étude de l'électromagnétisme a montré le lien entre électricité et magnétisme, à travers la force de Laplace : un conducteur parcouru par un courant électrique est également soumis à une force linéique sur chaque élément de longueur , donnée par : . Cette équation, en faisant le lien entre le magnétisme et l'électricité, donne également la dimension du champ magnétique en fonction de ces grandeurs de base : si une force (exprimée en kg m s−2) est créée par une intensité (A) fois une longueur (m) fois un champ magnétique, c'est donc que ce dernier s'exprime normalement en kg s−2 A−1. La discipline qui étudie les champs magnétiques statiques ou « quasi stationnaires » (ne dépendant pas du temps, ou faiblement) est la magnétostatique. Le champ magnétique n'apparaît cependant dans sa pleine dimension qu'en dynamique. Dans un premier temps, les équations décrivant l'évolution du champ magnétique sont appelées équations de Maxwell, en l'honneur de James Clerk Maxwell qui les a publiées en 1873. Le champ magnétique et le champ électrique sont les deux composantes du champ électromagnétique décrit par l'électromagnétisme, pour un observateur au repos. Des ondes électromagnétiques peuvent se propager librement dans l'espace, et dans la plupart des matériaux. Ces ondes portent des noms différents (ondes radio, micro-onde, infrarouge, lumière, ultraviolet, rayons X et rayons gamma) selon leur longueur d'onde. C'est cependant Albert Einstein qui dans un deuxième temps, en 1905, a proposé le premier la vision la plus cohérente du lien entre électrodynamique et champ magnétique, dans le cadre de la relativité restreinte qu'il venait de découvrir et qui en est indissociable. Lorsqu'une charge électrique se déplace, on doit employer les transformations de Lorentz pour calculer l'effet de cette charge sur l'observateur. Cette réécriture donne une composante du champ qui n'agit que sur les charges se déplaçant : ce que l'on appelle le « champ magnétique ». Les applications de la maîtrise de ce champ sont nombreuses, même dans la vie courante : outre le fait que celui-ci est une composante de la lumière, il justifie l'attraction des aimants, l'orientation des boussoles et permet entre autres la construction d'alternateurs et de moteurs électriques. Le stockage d'informations sur bandes magnétiques ou disques durs se fait à l'aide de champs magnétiques. Des champs magnétiques de très forte intensité sont utilisés dans les accélérateurs de particules ou les tokamaks pour focaliser un faisceau de particules très énergétiques dans le but de les faire entrer en collision. Les champs magnétiques sont également omniprésents en astronomie, où ils sont à l'origine de nombreux phénomènes comme le rayonnement synchrotron et le rayonnement de courbure, ainsi que la formation de jets dans les régions où l'on observe un disque d'accrétion. Le rayonnement synchrotron est également abondamment utilisé dans de nombreuses applications industrielles. Terminologie 1 1 1 b 2 Description c Historique Antiquité Hans Christian Ørsted, Der Geist in der Natur, 1854. Dès le vie siècle av. J.-C., les philosophes grecs décrivaient — et tentaient d'expliquer — l'effet de minerais riches en magnétite. Ces roches étaient issues entre autres de la cité de Magnésie : elle donna son nom au phénomène. L'aiguille « Montre-sud » est mentionnée pour la première fois au xie siècle par Shen Kuo et, même s'il y a des attestations de la connaissance de l'aimant en Chine dès le iiie siècle av. J.-C., le problème du magnétisme terrestre apparaît beaucoup plus tard. L'utilisation de la boussole dans les techniques de navigation daterait du xiie siècle et son usage exact reste à préciser du fait d'une navigation essentiellement côtière à cette époque . Les boussoles faisaient usage du champ magnétique uploads/Histoire/ champ-magnetique-wikipedia.pdf