Sources du champ magnétique

Sources du champ magnétique B

Introduction

Le champ magnétique \( \mathbf{B} \) est généré par certaines charges en mouvement ou par des objets magnétiques. Nous étudierons ici les principales sources du champ magnétique.

Pôle magnétique de la Terre

La Terre possède un champ magnétique naturel, à cause de son noyau liquide de fer en rotation. Ce champ peut s'approximer par un dipôle magnétique situé à l'intérieur de la planète, avec des pôles magnétiques Nord et Sud.

Les courants électriques

Les principales sources du champ magnétique sont les courants électriques. Un courant électrique crée un champ \( \mathbf{B} \) autour du conducteur. Selon la loi de Biot-Savart :

\[ \mathbf{B}(\mathbf{r}) = rac{\mu_0}{4\pi} \int rac{I \, d\mathbf{l} imes \mathbf{r'} }{ r'^3 } \]

où :

\( \mu_0 \) est la perméabilité du vacuum, \(\mu_0 = 4\pi imes 10^{-7} \, ext{T.m/A}\),
\( I \) est l'intensité du courant,
\( d\mathbf{l} \) est un élément infinitésimal du conducteur
\( \mathbf{r'} \) est le vecteur reliant le segment \( d\mathbf{l} \) au point d'observation.

Imaginons un fil rectiligne

Pour un fil rectiligne infini parcouru par un courant \( I \), le champ magnétique à une distance \( r \) du fil est :

\[ B = rac{\mu_0 I}{2 \pi r} \]

Le champ est circulaire autour du fil et sa direction suit la règle de la règle de la main droite : si l'on vise le courant avec le pouce, le champ circulaire autour est dans le sens de la poignées.

Résumé

Les principales sources du champ magnétique sont les courants électriques et les aimants.
Les courants électriques génèrent un champ magnétique selon la loi de Biot-Savart ou la loi d'Ampère.
Un courant dans un fil infini produit un champ circulaire dont l'intensité décroît avec la distance.