Interaction courant-champ magnétique
Force de LAPLACE
Applications :
Force de LORENTZ
Énergie potentielle électromagnétique
Forces électromagnétiques

1 - Force de LAPLACE.

 

  • direction (perpendiculaire au plan défini par et )
  • sens : trièdre direct
  • module : dF = I dl B sinq ; q angle (,)
  • unités/constantes :
    • F en newton (N)
    • I en ampère (A)
    • l en mètre (m)
    • B en tesla (T)

2 - Force de LORENTZ.

__(force de Lorentz)

3 - Énergie potentielle électromagnétique.

4 - Forces électromagnétiques.

dW = - IdF/dx - IdF/dy - IdF/dz = . = X dx + Y dy + Z dz ; on en déduit X, Y et Z.
dW = - IdF/da - IdF/db - IdF/dg = Ga da + Gb db + Gg dg ; on en déduit Ga , Gb et Gg .

5 - Déviation d'un faisceau d'électrons par un champ magnétique.

 

  • La trajectoire des électrons est un cercle dont le rayon est fonction du champ magnétique appliqué .
  • La déviation D est proportionnelle à B.
  • Applications : poste de TV, spectrographe de masse, etc.

6 - Effet HALL.

  •  A l'équilibre :
  • D'où : e v B = e E
  • Et, par suite,  B = E / v = VH / v d VH tension Hall
  • v vitesse des électrons ; d épaisseur de la lame
  • Unités :
    • B en tesla (T)
    • E en volt/m (Vm-1)
    • v en m/s (ms-1)
    • VH en volt (V) ; d en mètre (m).
 

7 - Moteur électrique.

8 - Le galvanomètre à cadre mobile.

  • Mt(électr) = N B I S cos q ( q angle entre le champ et la normale)
  • A l'équilibre : Moment(électr) = Moment(torsion)
  • D'où, pour les petits angles(cosq # 1) :
q = N B S I / C = K I
  • Unités :
    • q radian (rad)
    • N nombre de spires
    • B en tesla (T)
    • S en mètre carré (m²)
    • I en ampère (A)
    • C en newton.mètre/radian (Nmrad-1)
  • Remarques :

    1 ) pour mesurer l'angle q ----> une aiguille solidaire du cadre porte un miroir. On mesure la rotation du réfléchi (méthode dite de Poggendorf ).

 

2 ) lorsque le champ dans l'entrefer de l'aimant est uniforme, on a vu que le moment est proportionnel à cos(q) que l'on a assimilé à 1, approximation uniquement valable pour les petits angles. Pour éviter cette restriction on réalise des aimants à champ radial pour lesquels on a rigoureusement : q = K I.

9 - Spectrographe de masse.

 
  • Il permet de séparer des ions de même charge mais de masses différentes, par exemple les isotopes d'un même élément.