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Physique · Glossaire

Qu'est-ce que « Champ magnétostatique » ?

Définition 28.1 Physique universitaire — 1re année · Chapitre 28 — Magnétostatique : champ, forces et dipôles

Des courants permanents (des charges en mouvement permanent) créent en tout point un champ magnétique B→\vect B (le tesla, T\mathrm{T}), défini par la force qv→∧B→q\vect v\wedge\vect B qu’il exerce sur une charge d’épreuve en mouvement (Définition 17.1). Ses lignes de champ sont tangentes à B→\vect B et orientées dans son sens. Les aimants permanents créent des champs de même nature, à partir des courants microscopiques de leurs atomes. Ordres de grandeur : Terre 5×10−5 T5 \times 10^{-5}\,\mathrm{T} ; aimant de réfrigérateur 0.01 T0.01\,\mathrm{T} ; imageur à résonance magnétique 1.5 T1.5\,\mathrm{T} à 3 T3\,\mathrm{T} ; les plus grands champs permanents de laboratoire, 45 T45\,\mathrm{T}.

Trois cartes de champ. Un point est un courant qui vient vers le lecteur, une croix un courant qui s’en éloigne. Les lignes d’un fil sont des cercles ; celles d’une spire la traversent et se referment au-dehors ; celles d’un long solénoïde sont droites et uniformes à l’intérieur et se referment au loin, là où le champ est faible — dans tous les cas, elles n’ont ni source ni puits.
Trois cartes de champ. Un point est un courant qui vient vers le lecteur, une croix un courant qui s’en éloigne. Les lignes d’un fil sont des cercles ; celles d’une spire la traversent et se referment au-dehors ; celles d’un long solénoïde sont droites et uniformes à l’intérieur et se referment au loin, là où le champ est faible — dans tous les cas, elles n’ont ni source ni puits.

Exemples

Exemple 28.7 (Ordres de grandeur)

Un fil de 10 A10\,\mathrm{A} à 1 cm1\,\mathrm{cm} : B=2×10−7×10/0.01=2×10−4 TB = 2 \times 10^{-7} \times 10/0.01 = 2 \times 10^{-4}\,\mathrm{T}, quatre fois le champ terrestre — la boussole tourne bel et bien. Une bobine de 100100 spires, de rayon 5 cm5\,\mathrm{cm}, sous 2 A2\,\mathrm{A} : μ0NI/2R=2.5 mT\mu_0NI/2R = 2.5\,\mathrm{mT} en son centre. Un solénoïde de 10001000 spires par mètre sous 5 A5\,\mathrm{A} : 6.3 mT6.3\,\mathrm{mT} ; avec un noyau de fer de perméabilité relative 10001000, on obtiendrait plusieurs teslas si le fer ne saturait pas vers 2 T2\,\mathrm{T} — le plafond de tout électroaimant, et la raison pour laquelle les champs les plus intenses viennent de bobines supraconductrices sans fer.

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