Séance de cours

Forces magnétiques : Lois de Lorentz et d'Ampère-Laplace

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Dans cours

PHYS-201(d): Physique générale : électromagnétisme

The topics covered by the course are concepts of electromagnetism, properties of waves, and fluid mechanics. ...

Description

Cette séance de cours explore le formalisme mathématique derrière les forces magnétiques, en commençant par la loi de force de Lorentz pour décrire les forces sur les charges mobiles dans les conducteurs. La discussion progresse vers la loi d'Ampère-Laplace, expliquant comment calculer le champ magnétique généré par un fil porteur de courant. Grâce à des explications détaillées et des exemples, l'instructeur couvre les principes des forces magnétiques, des densités de courant et de la superposition des champs magnétiques, fournissant un aperçu de la relation complexe entre les courants, les champs magnétiques et les forces dans diverses configurations de fil.

Enseignant·e

Dirk Grundler

Source officielle

Concepts associés (16)

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.

Densité de courant

La densité de courant, ou densité volumique de courant, est un vecteur qui décrit le courant électrique à l'échelle locale, en tout point d'un système physique. Dans le Système international d'unités, son module s'exprime en ampères par mètre carré ( ou ). À l'échelle du système tout entier il s'agit d'un champ de vecteurs, puisque le vecteur densité de courant est défini en tout point.

Pression magnétique

En électromagnétisme, la pression magnétique désigne une quantité associée au champ magnétique, s'apparentant dans certaines situations à une force de pression, d'où son nom. La pression magnétique apparaît en magnétohydrodynamique, quand on écrit la version idoine de l'équation d'Euler, c'est-à-dire l'équivalent du principe fondamental de la dynamique appliqué à un élément de fluide soumis à un champ magnétique.

Tension magnétique

En électromagnétisme, on montre que la densité volumique de force de Laplace peut être décomposée en deux termes, l'un est appelé tension magnétique, l'autre étant la pression magnétique. Dimensionnellement, la tension magnétique est homogène à une densité volumique de force exprimée en N.m−3. Son unité, dans le Système international est le Pa·m−1. Son expression, dans les deux systèmes d'unités principaux, est: La tension magnétique agit en tendant à redresser les lignes de champ magnétique courbées.

Champ magnétique terrestre

Le champ magnétique terrestre, aussi appelé bouclier terrestre, est un champ magnétique présent dans un vaste espace autour de la Terre (de manière non uniforme du fait de son interaction avec le vent solaire) ainsi que dans la croûte et le manteau. Il a son origine dans le noyau externe, par un mécanisme de dynamo auto-excitée. Dynamo terrestre Selon les études de John Tarduno de l'université de Rochester (États-Unis), la Terre possédait déjà un champ magnétique il y a 3,45 milliards d'années.

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