Fiche de révision

Physique

Champ magnétique et force magnétique

Un fil parcouru par un courant fait dévier une boussole : le courant crée un champ magnétique.

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Fiche de révision de Physique : « Champ magnétique et force magnétique », proposée par ndolomath.comndolomath

Champ magnétique et force magnétique

💡 Idée principale : un courant électrique crée un champ magnétique. Placé dans un champ magnétique, un conducteur parcouru par un courant subit une force.

Étapes résumées

Fil rectiligne : $B = \frac{μ_{0} I}{2 π d}$ .
Solénoïde : $B = μ_{0} n I$ , avec $n = N / ℓ$ .
Règle de la main droite pour le sens.
Force sur une particule ou un conducteur dans $\vec{B}$ .

Champs créés par des courants

Fil rectiligne

B = \frac{μ_{0} I}{2 π d}

Lignes de champ : cercles autour du fil.

/

Solénoïde

B = μ_{0} \frac{N}{ℓ} I

Champ uniforme à l’intérieur.

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1. Un solénoïde se comporte comme un aimant

Une face nord et une face sud.

Le sens dépend du sens du courant.

Règle : la main droite enroulée dans le sens du courant, le pouce indique le nord.

2. Comprendre l’origine du champ

Les aimants et les courants électriques créent tous les deux un champ magnétique. En fait, c’est le mouvement des charges qui est à l’origine du magnétisme. Le champ se mesure en teslas (T) avec un teslamètre. Le champ terrestre est faible, environ $5 \times 10^{- 5} T$ , alors qu’un aimant d’IRM atteint 1,5 T.

Calcul

Exemple guidé

Énoncé

Un solénoïde de 50 cm compte 1000 spires et est parcouru par 2 A. Calcule B à l’intérieur.

Solution

n = \frac{1000}{0, 5} = 2000 spires/m

.

B = 4 π \times 10^{- 7} \times 2000 \times 2 \approx 5 \times 10^{- 3} T

.

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3. Superposition

Quand plusieurs sources agissent, les champs s’ajoutent vectoriellement : $\vec{B} = {\vec{B}}_{1} + {\vec{B}}_{2}$ .

Le solénoïde en pratique

Exercice type

Énoncé

Un solénoïde de longueur 40 cm comporte 800 spires et est parcouru par 2,0 A. Calcule le champ au centre. (

μ_{0} = 4 π \times 10^{- 7} SI

)

Solution

n = \frac{N}{ℓ} = \frac{800}{0, 40} = 2000 spires/m

.

B = μ_{0} n I = 4 π \times 10^{- 7} \times 2000 \times 2, 0 \approx 5, 0 \times 10^{- 3} T

.

Source	Ordre de grandeur de B
Champ terrestre	$5 \times 10^{- 5}$ T
Aimant de frigo	$10^{- 2}$ T
Solénoïde de lycée	$10^{- 3}$ à $10^{- 2}$ T
IRM à l’hôpital	1,5 à 3 T

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À toi de jouer

1. Si I double dans un solénoïde, B est multiplié par ?

2. Forme des lignes de champ autour d’un fil ?

3. Valeur de μ0 ?

Réponses : 2 · des cercles · $4 π \times 10^{- 7}$ SI. Le corrigé détaillé et d’autres exercices de ce chapitre sont dans les exercices corrigés.

Erreurs fréquentes

n est le nombre de spires par mètre, pas le nombre total.
Le champ d’un fil diminue avec la distance.
Les champs s’ajoutent comme des vecteurs.

Méthode

Identifie la source (fil ou solénoïde), applique la bonne formule en SI, puis trouve le sens avec la main droite.

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Champ magnétique et force magnétique

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Champs créés par des courants

Fil rectiligne

Solénoïde

1. Un solénoïde se comporte comme un aimant

2. Comprendre l’origine du champ

Calcul

Énoncé

Solution

3. Superposition

Le solénoïde en pratique

Énoncé

Solution

À toi de jouer

Erreurs fréquentes

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