A quoi sert un champ magnétique ? Théorie du champ magnétique et faits intéressants sur le champ magnétique terrestre

Un champ magnétique est une forme particulière de matière créée par des aimants, conducteurs de courant (particules chargées en mouvement) et qui peut être détectée par l'interaction d'aimants, conducteurs de courant (particules chargées en mouvement).

L'expérience d'Oersted

Les premières expériences (réalisées en 1820) qui ont montré qu'il existe un lien profond entre les phénomènes électriques et magnétiques ont été celles du physicien danois H. Oersted.

Une aiguille magnétique située à proximité d'un conducteur tourne d'un certain angle lorsque le courant dans le conducteur est activé. Lorsque le circuit est ouvert, la flèche revient à sa position initiale.

De l'expérience de G. Oersted il résulte qu'il existe un champ magnétique autour de ce conducteur.

L'expérience d'Ampère
Deux conducteurs parallèles parcourus par le courant électrique interagissent entre eux : ils s'attirent si les courants vont dans le même sens, et se repoussent si les courants vont dans le sens opposé. Cela se produit en raison de l'interaction des champs magnétiques générés autour des conducteurs.

Propriétés du champ magnétique

1. Matériellement, c'est-à-dire existe indépendamment de nous et de nos connaissances à son sujet.

2. Créé par des aimants, conducteurs de courant (particules chargées en mouvement)

3. Détecté par l'interaction des aimants, des conducteurs avec le courant (particules chargées en mouvement)

4. Agit sur les aimants, les conducteurs porteurs de courant (particules chargées en mouvement) avec une certaine force

5. Il n’y a pas de charges magnétiques dans la nature. Vous ne pouvez pas séparer les pôles nord et sud et obtenir un corps avec un seul pôle.

6. La raison pour laquelle les corps ont des propriétés magnétiques a été découverte par le scientifique français Ampère. Ampère a avancé la conclusion que les propriétés magnétiques de tout corps sont déterminées par des courants électriques fermés à l'intérieur de celui-ci.

Ces courants représentent le mouvement des électrons autour des orbites d’un atome.

Si les plans dans lesquels circulent ces courants sont situés de manière aléatoire les uns par rapport aux autres en raison du mouvement thermique des molécules qui composent le corps, alors leurs interactions se compensent mutuellement et le corps ne présente aucune propriété magnétique.

Et vice versa : si les plans dans lesquels tournent les électrons sont parallèles les uns aux autres et que les directions des normales à ces plans coïncident, alors ces substances renforcent le champ magnétique externe.

7. Les forces magnétiques agissent dans un champ magnétique dans certaines directions, appelées lignes de force magnétiques. Avec leur aide, vous pouvez afficher facilement et clairement le champ magnétique dans un cas particulier.

Afin de représenter plus précisément le champ magnétique, il a été convenu qu'aux endroits où le champ est plus fort, les lignes de champ devraient être représentées plus denses, c'est-à-dire plus proches les uns des autres. Et vice versa, aux endroits où le champ est plus faible, moins de lignes de champ sont affichées, c'est-à-dire moins fréquemment localisés.

8. Le champ magnétique est caractérisé par le vecteur induction magnétique.

Le vecteur induction magnétique est une grandeur vectorielle caractérisant le champ magnétique.

La direction du vecteur induction magnétique coïncide avec la direction du pôle nord de l'aiguille magnétique libre en un point donné.

La direction du vecteur d'induction de champ et l'intensité du courant I sont liées par la « règle de la vis droite (vrille) » :

si vous vissez une vrille dans le sens du courant dans le conducteur, alors la direction de la vitesse de déplacement de l'extrémité de son manche en un point donné coïncidera avec la direction du vecteur induction magnétique en ce point.

Voir également: Portail : Physique

Un champ magnétique peut être créé par le courant de particules chargées et/ou les moments magnétiques des électrons dans les atomes (et les moments magnétiques d'autres particules, bien que dans une moindre mesure) (aimants permanents).

De plus, il apparaît en présence d’un champ électrique variable dans le temps.

La principale caractéristique de force du champ magnétique est vecteur d'induction magnétique (vecteur d'induction de champ magnétique). D'un point de vue mathématique, il s'agit d'un champ vectoriel, qui définit et précise la notion physique de champ magnétique. Souvent, par souci de concision, le vecteur d'induction magnétique est simplement appelé champ magnétique (bien que ce ne soit probablement pas l'utilisation la plus stricte du terme).

Une autre caractéristique fondamentale du champ magnétique (alternative à l'induction magnétique et étroitement liée à celle-ci, presque égale à celle-ci en valeur physique) est potentiel vectoriel .

Un champ magnétique peut être appelé un type particulier de matière, à travers lequel une interaction se produit entre des particules ou des corps chargés en mouvement avec un moment magnétique.

Les champs magnétiques sont une conséquence nécessaire (dans le contexte) de l'existence de champs électriques.

• Du point de vue de la théorie quantique des champs, l'interaction magnétique - en tant que cas particulier d'interaction électromagnétique - est portée par un boson fondamental sans masse - un photon (une particule qui peut être représentée comme une excitation quantique d'un champ électromagnétique), souvent ( par exemple, dans tous les cas de champs statiques) - virtuel.

Sources de champ magnétique

Un champ magnétique est créé (généré) par un courant de particules chargées, ou un champ électrique variant dans le temps, ou les propres moments magnétiques des particules (ces derniers, par souci d'uniformité de l'image, peuvent être formellement réduits à des courants électriques ).

Calcul

Dans les cas simples, le champ magnétique d'un conducteur avec courant (y compris le cas d'un courant réparti arbitrairement sur un volume ou un espace) peut être trouvé à partir de la loi de Biot-Savart-Laplace ou du théorème de circulation (également connu sous le nom de loi d'Ampère). En principe, cette méthode est limitée au cas (approximation) de la magnétostatique - c'est-à-dire au cas de champs magnétiques et électriques constants (si nous parlons d'applicabilité stricte) ou à évolution plutôt lente (si nous parlons d'application approximative).

Dans des situations plus complexes, il est recherché comme solution aux équations de Maxwell.

Manifestation du champ magnétique

Le champ magnétique se manifeste par l'effet sur les moments magnétiques des particules et des corps, sur les particules chargées en mouvement (ou conducteurs porteurs de courant). La force agissant sur une particule chargée électriquement se déplaçant dans un champ magnétique est appelée force de Lorentz, qui est toujours dirigée perpendiculairement aux vecteurs. v Et B. C'est proportionnel à la charge de la particule q, composante de vitesse v, perpendiculaire à la direction du vecteur champ magnétique B, et l'ampleur de l'induction du champ magnétique B. Dans le système d'unités SI, la force de Lorentz s'exprime comme suit :

dans le système d'unités SGH :

où les crochets désignent le produit vectoriel.

De plus (en raison de l'action de la force de Lorentz sur les particules chargées se déplaçant le long d'un conducteur), un champ magnétique agit sur un conducteur avec du courant. La force agissant sur un conducteur porteur de courant est appelée force ampère. Cette force est constituée des forces agissant sur des charges individuelles se déplaçant à l'intérieur du conducteur.

Interaction de deux aimants

L’une des manifestations les plus courantes d’un champ magnétique dans la vie quotidienne est l’interaction de deux aimants : comme les pôles se repoussent, les pôles opposés s’attirent. Il est tentant de décrire l'interaction entre aimants comme l'interaction entre deux monopôles, et d'un point de vue formel, cette idée est tout à fait réalisable et souvent très pratique, et donc utile en pratique (dans les calculs) ; cependant, une analyse détaillée montre qu'il ne s'agit en fait pas d'une description tout à fait correcte du phénomène (la question la plus évidente qui ne peut pas être expliquée dans un tel modèle est la question de savoir pourquoi les monopoles ne peuvent jamais être séparés, c'est-à-dire pourquoi l'expérience montre qu'aucun isolé, le corps n'a pas réellement de charge magnétique ; de plus, la faiblesse du modèle est qu'il n'est pas applicable au champ magnétique créé par un courant macroscopique, ce qui signifie que, s'il n'est pas considéré comme un dispositif purement formel, il ne fait que conduire à une complication de la théorie au sens fondamental).

Il serait plus correct de dire qu'un dipôle magnétique placé dans un champ non uniforme subit l'action d'une force qui tend à le faire tourner de sorte que le moment magnétique du dipôle soit aligné avec le champ magnétique. Mais aucun aimant ne subit la force (totale) exercée par un champ magnétique uniforme. Force agissant sur un dipôle magnétique avec un moment magnétique m exprimé par la formule :

La force agissant sur un aimant (qui n'est pas un dipôle ponctuel) à partir d'un champ magnétique non uniforme peut être déterminée en additionnant toutes les forces (déterminées par cette formule) agissant sur les dipôles élémentaires qui composent l'aimant.

Cependant, une approche est possible qui réduit l'interaction des aimants à la force Ampère, et la formule elle-même ci-dessus pour la force agissant sur un dipôle magnétique peut également être obtenue sur la base de la force Ampère.

Le phénomène de l'induction électromagnétique

Champ vectoriel H mesuré en ampères par mètre (A/m) dans le système SI et en oersteds dans le SGH. Les Oersted et les Gaussiennes sont des quantités identiques ; leur division est purement terminologique.

Énergie du champ magnétique

L'incrément de densité d'énergie du champ magnétique est égal à :

H- l'intensité du champ magnétique, B- induction magnétique

Dans l'approximation du tenseur linéaire, la perméabilité magnétique est un tenseur (nous la désignons) et la multiplication d'un vecteur par celui-ci est la multiplication du tenseur (matrice) :

ou en composants.

La densité énergétique dans cette approximation est égale à :

- composantes du tenseur de perméabilité magnétique, - tenseur, représenté par une matrice inverse de la matrice du tenseur de perméabilité magnétique, - constante magnétique

Lors du choix des axes de coordonnées qui coïncident avec les axes principaux du tenseur de perméabilité magnétique, les formules dans les composants sont simplifiées :

- les composantes diagonales du tenseur de perméabilité magnétique dans ses propres axes (les composantes restantes dans ces coordonnées spéciales - et seulement en elles ! - sont égales à zéro).

Dans un aimant linéaire isotrope :

- perméabilité magnétique relative

Dans le vide et :

L'énergie du champ magnétique dans l'inducteur peut être trouvée à l'aide de la formule :

Ф - flux magnétique, I - courant, L - inductance d'une bobine ou d'une spire avec courant.

Propriétés magnétiques des substances

D'un point de vue fondamental, comme indiqué ci-dessus, un champ magnétique peut être créé (et donc - dans le cadre de ce paragraphe - affaibli ou renforcé) par un champ électrique alternatif, des courants électriques sous forme de flux de particules chargées, ou moments magnétiques des particules.

La structure microscopique spécifique et les propriétés de diverses substances (ainsi que leurs mélanges, alliages, états d'agrégation, modifications cristallines, etc.) conduisent au fait qu'au niveau macroscopique, elles peuvent se comporter de manière très différente sous l'influence d'un champ magnétique externe. (notamment en l’affaiblissant ou en le renforçant à des degrés divers).

À cet égard, les substances (et les environnements en général) en ce qui concerne leurs propriétés magnétiques sont divisées dans les groupes principaux suivants :

• Les antiferromagnétiques sont des substances dans lesquelles un ordre antiferromagnétique a été établi pour les moments magnétiques des atomes ou des ions : les moments magnétiques des substances sont dirigés de manière opposée et sont de même force.
• Les dia-aimants sont des substances magnétisées dans le sens inverse d'un champ magnétique externe.
• Les substances paramagnétiques sont des substances magnétisées dans un champ magnétique externe dans la direction du champ magnétique externe.
• Les ferromagnétiques sont des substances dans lesquelles, en dessous d'une certaine température critique (point de Curie), un ordre ferromagnétique à longue portée des moments magnétiques s'établit.
• Les fermagnétiques sont des matériaux dans lesquels les moments magnétiques de la substance sont dirigés dans des directions opposées et ne sont pas égaux en force.
• Les groupes de substances énumérés ci-dessus comprennent principalement des substances solides ordinaires ou (certaines) liquides, ainsi que des gaz. L'interaction avec le champ magnétique des supraconducteurs et du plasma est très différente.

Toki Fuko

Les courants de Foucault (courants de Foucault) sont des courants électriques fermés dans un conducteur massif qui apparaissent lorsque le flux magnétique qui le pénètre change. Ce sont des courants induits formés dans un corps conducteur soit à la suite d'un changement dans le temps du champ magnétique dans lequel il se trouve, soit à la suite du mouvement du corps dans un champ magnétique, entraînant une modification du champ magnétique. flux à travers le corps ou n’importe quelle partie de celui-ci. Selon la règle de Lenz, le champ magnétique des courants de Foucault est dirigé de manière à contrecarrer le changement de flux magnétique qui induit ces courants.

Histoire du développement des idées sur le champ magnétique

Bien que les aimants et le magnétisme soient connus bien plus tôt, l'étude du champ magnétique a commencé en 1269, lorsque le scientifique français Pierre Pérégrin (Chevalier Pierre de Méricourt) a marqué le champ magnétique sur la surface d'un aimant sphérique à l'aide d'aiguilles en acier et a déterminé que le champ magnétique résultant les lignes de champ magnétique se coupent en deux points, qu'il appelle « pôles » par analogie avec les pôles de la Terre. Près de trois siècles plus tard, William Gilbert Colchester utilisa les travaux de Peter Peregrinus et affirma pour la première fois de manière définitive que la Terre elle-même était un aimant. Publiée en 1600, l'œuvre de Gilbert "De Magnétique", a jeté les bases du magnétisme en tant que science.

Trois découvertes consécutives ont remis en question cette « base du magnétisme ». Tout d’abord, en 1819, Hans Christian Oersted découvre que le courant électrique crée un champ magnétique autour de lui. Puis, en 1820, André-Marie Ampère montra que les fils parallèles transportant du courant dans le même sens s'attirent. Enfin, Jean-Baptiste Biot et Félix Savart découvrent en 1820 une loi, appelée loi de Biot-Savart-Laplace, qui prédit correctement le champ magnétique autour de tout fil sous tension.

Développant ces expériences, Ampère publia son propre modèle réussi de magnétisme en 1825. Dans ce document, il a montré l'équivalence du courant électrique dans les aimants et, au lieu des dipôles de charges magnétiques du modèle de Poisson, il a proposé l'idée que le magnétisme est associé à des boucles de courant circulant constamment. Cette idée expliquait pourquoi la charge magnétique ne pouvait pas être isolée. De plus, Ampère a dérivé la loi qui porte son nom, qui, comme la loi de Biot-Savart-Laplace, décrivait correctement le champ magnétique créé par le courant continu et introduisait également le théorème de circulation du champ magnétique. Toujours dans cet ouvrage, Ampère a inventé le terme « électrodynamique » pour décrire la relation entre l'électricité et le magnétisme.

Bien que la force du champ magnétique d'une charge électrique en mouvement impliquée dans la loi d'Ampère n'ait pas été explicitement indiquée, Hendrik Lorentz l'a dérivée des équations de Maxwell en 1892. Dans le même temps, la théorie classique de l’électrodynamique était pratiquement achevée.

Le XXe siècle a élargi les perspectives sur l’électrodynamique, grâce à l’émergence de la théorie de la relativité et de la mécanique quantique. Albert Einstein, dans son article de 1905 établissant sa théorie de la relativité, a montré que les champs électriques et magnétiques font partie du même phénomène, vu dans des cadres de référence différents. (Voir Moving Magnet and the Conductor Problem – une expérience de pensée qui a finalement aidé Einstein à développer la relativité restreinte). Enfin, la mécanique quantique a été combinée à l’électrodynamique pour former l’électrodynamique quantique (QED).

voir également

• Visualiseur de film magnétique

Remarques

1. BST. 1973, "Encyclopédie soviétique".
2. Dans des cas particuliers, un champ magnétique peut exister en l'absence de champ électrique, mais d'une manière générale, un champ magnétique est profondément interconnecté avec un champ électrique, à la fois dynamiquement (la génération mutuelle de variables par les champs électriques et magnétiques des uns et des autres) , et dans le sens où lors du passage à un nouveau système de référence, le champ magnétique et le champ électrique s'expriment l'un à travers l'autre, c'est-à-dire qu'ils ne peuvent généralement pas être séparés de manière inconditionnelle.
3. Yavorsky B.M., Detlaf A.A. Manuel de physique : 2e éd., révisé. - M. : Nauka, Rédaction principale de littérature physique et mathématique, 1985, - 512 p.
4. Dans le SI, l'induction magnétique est mesurée en tesla (T), dans le système CGS en gauss.
5. Ils coïncident exactement dans le système d'unités CGS, en SI ils diffèrent par un coefficient constant, ce qui, bien entendu, ne change rien au fait de leur identité physique pratique.
6. La différence la plus importante et la plus évidente ici est que la force agissant sur une particule en mouvement (ou sur un dipôle magnétique) est calculée précisément à travers et non à travers . Toute autre méthode de mesure physiquement correcte et significative permettra également de mesurer avec précision, même si pour des calculs formels cela s'avère parfois plus pratique - ce qui est d'ailleurs l'intérêt d'introduire cette grandeur auxiliaire (sinon on s'en passerait). au total, en utilisant uniquement
7. Cependant, il faut bien comprendre qu'un certain nombre de propriétés fondamentales de cette « matière » sont fondamentalement différentes des propriétés de ce type ordinaire de « matière », que l'on pourrait désigner par le terme « substance ».
8. Voir le théorème d'Ampère.
9. Pour un champ uniforme, cette expression donne une force nulle, puisque toutes les dérivées sont égales à zéro B par coordonnées.
10. Sivukhin D.V. Cours de physique générale. - Éd. 4ème, stéréotypé. - M. : Fizmatlit ; Maison d'édition MIPT, 2004. - T. III. Électricité. - 656 s. - ISBN5-9221-0227-3 ; ISBN5-89155-086-5.

Champ magnétique et ses caractéristiques. Lorsqu'un courant électrique traverse un conducteur, un un champ magnétique. Un champ magnétique représente l'un des types de matière. Il possède de l'énergie qui se manifeste sous la forme de forces électromagnétiques agissant sur les charges électriques individuelles en mouvement (électrons et ions) et sur leurs flux, c'est-à-dire le courant électrique. Sous l'influence des forces électromagnétiques, les particules chargées en mouvement s'écartent de leur trajectoire d'origine dans une direction perpendiculaire au champ (Fig. 34). Le champ magnétique se forme uniquement autour des charges électriques en mouvement, et son action s'étend également uniquement aux charges en mouvement. Champs magnétiques et électriques indissociables et forment ensemble un seul Champ électromagnétique. Tout changement champ électrique conduit à l’apparition d’un champ magnétique et, à l’inverse, toute modification du champ magnétique s’accompagne de l’apparition d’un champ électrique. Champ électromagnétique se propage à la vitesse de la lumière, soit 300 000 km/s.

Représentation graphique du champ magnétique. Graphiquement, le champ magnétique est représenté par des lignes de force magnétiques, qui sont tracées de manière à ce que la direction de la ligne de champ en chaque point du champ coïncide avec la direction des forces de champ ; les lignes de champ magnétique sont toujours continues et fermées. La direction du champ magnétique en chaque point peut être déterminée à l’aide d’une aiguille magnétique. Le pôle nord de la flèche est toujours orienté dans la direction des forces de terrain. L'extrémité d'un aimant permanent d'où émergent les lignes de champ (Fig. 35, a) est considérée comme le pôle nord, et l'extrémité opposée, dans laquelle entrent les lignes de champ, est le pôle sud (les lignes de champ passant à l'intérieur du l'aimant ne sont pas représentés). La répartition des lignes de champ entre les pôles d'un aimant plat peut être détectée à l'aide de limaille d'acier saupoudrée sur une feuille de papier placée sur les pôles (Fig. 35, b). Le champ magnétique dans l'entrefer entre deux pôles parallèles opposés d'un aimant permanent est caractérisé par une répartition uniforme des lignes de force magnétique (Fig. 36) (les lignes de champ passant à l'intérieur de l'aimant ne sont pas représentées).

Riz. 37. Flux magnétique pénétrant dans la bobine lorsque ses positions sont perpendiculaires (a) et inclinées (b) par rapport à la direction des lignes de force magnétiques.

Pour une représentation plus visuelle du champ magnétique, les lignes de champ sont placées moins fréquemment ou plus denses. Aux endroits où le champ magnétique est plus fort, les lignes de champ sont plus proches les unes des autres, et aux endroits où il est plus faible, elles sont plus espacées. Les lignes de force ne se croisent nulle part.

Dans de nombreux cas, il est pratique de considérer les lignes de force magnétiques comme des fils élastiques étirés qui ont tendance à se contracter et à se repousser (ont une poussée latérale mutuelle). Cette notion mécanique de lignes de force permet d'expliquer clairement l'émergence de forces électromagnétiques lors de l'interaction d'un champ magnétique et d'un conducteur avec le courant, ainsi que de deux champs magnétiques.

Les principales caractéristiques d’un champ magnétique sont l’induction magnétique, le flux magnétique, la perméabilité magnétique et l’intensité du champ magnétique.

Induction magnétique et flux magnétique. L'intensité du champ magnétique, c'est-à-dire sa capacité à produire du travail, est déterminée par une grandeur appelée induction magnétique. Plus le champ magnétique créé par un aimant permanent ou un électro-aimant est fort, plus son induction est grande. L'induction magnétique B peut être caractérisée par la densité des lignes de champ magnétique, c'est-à-dire le nombre de lignes de champ traversant une surface de 1 m 2 ou 1 cm 2 située perpendiculairement au champ magnétique. Il existe des champs magnétiques homogènes et inhomogènes. Dans un champ magnétique uniforme, l’induction magnétique en chaque point du champ a la même valeur et la même direction. Le champ dans l'entrefer entre les pôles opposés d'un aimant ou d'un électro-aimant (voir Fig. 36) peut être considéré comme homogène à une certaine distance de ses bords. Le flux magnétique Ф traversant n'importe quelle surface est déterminé par le nombre total de lignes de force magnétiques pénétrant cette surface, par exemple la bobine 1 (Fig. 37, a), donc dans un champ magnétique uniforme

F = BS (40)

où S est la section transversale de la surface à travers laquelle passent les lignes de champ magnétique. Il s'ensuit que dans un tel champ, l'induction magnétique est égale au flux divisé par la section transversale S :

B = F/S (41)

Si une surface est située obliquement par rapport à la direction des lignes de champ magnétique (Fig. 37, b), alors le flux qui la pénètre sera inférieur à celui s'il était perpendiculaire à sa position, c'est-à-dire Ф 2 sera inférieur à Ф 1 .

Dans le système d'unités SI, le flux magnétique est mesuré en webers (Wb), cette unité a la dimension V*s (volt-seconde). L'induction magnétique en unités SI est mesurée en teslas (T) ; 1 T = 1 Wb/m2.

Perméabilité magnétique. L'induction magnétique dépend non seulement de l'intensité du courant traversant un conducteur droit ou une bobine, mais également des propriétés du milieu dans lequel le champ magnétique est créé. La grandeur caractérisant les propriétés magnétiques d’un milieu est la perméabilité magnétique absolue ? UN. Son unité de mesure est le Henry par mètre (1 H/m = 1 Ohm*s/m).
Dans un milieu ayant une plus grande perméabilité magnétique, un courant électrique d’une certaine intensité crée un champ magnétique avec une plus grande induction. Il a été établi que la perméabilité magnétique de l'air et de toutes les substances, à l'exception des matériaux ferromagnétiques (voir § 18), a approximativement la même valeur que la perméabilité magnétique du vide. La perméabilité magnétique absolue du vide est appelée constante magnétique ? o = 4?*10 -7 H/m. La perméabilité magnétique des matériaux ferromagnétiques est des milliers, voire des dizaines de milliers de fois supérieure à la perméabilité magnétique des substances non ferromagnétiques. Taux de perméabilité magnétique ? et toute substance à la perméabilité magnétique du vide ? o est appelée perméabilité magnétique relative :

? = ? UN /? Ô (42)

Intensité du champ magnétique. L'intensité Et ne dépend pas des propriétés magnétiques du milieu, mais prend en compte l'influence de l'intensité du courant et de la forme des conducteurs sur l'intensité du champ magnétique en un point donné de l'espace. L'induction magnétique et la tension sont liées par la relation

H = B/? une = B/(?? o) (43)

Par conséquent, dans un milieu à perméabilité magnétique constante, l’induction du champ magnétique est proportionnelle à sa force.
L'intensité du champ magnétique est mesurée en ampères par mètre (A/m) ou en ampères par centimètre (A/cm).

Un champ magnétique est une région de l’espace dans laquelle la configuration des bions, émetteurs de toutes les interactions, représente une rotation dynamique et mutuellement cohérente.

La direction d'action des forces magnétiques coïncide avec l'axe de rotation des bions en utilisant la règle à vis droite. La force caractéristique du champ magnétique est déterminée par la fréquence de rotation des biones. Plus la vitesse de rotation est élevée, plus le champ est fort. Il serait plus correct d'appeler le champ magnétique électrodynamique, car il n'apparaît que lorsque des particules chargées se déplacent et n'agit que sur des charges en mouvement.

Expliquons pourquoi le champ magnétique est dynamique. Pour qu’un champ magnétique se forme, il est nécessaire que les bions commencent à tourner, et seule une charge en mouvement qui attirera l’un des pôles du bion pourra les faire tourner. Si la charge ne bouge pas, le bion ne tournera pas.

Un champ magnétique se forme uniquement autour de charges électriques en mouvement. C’est pourquoi les champs magnétiques et électriques forment ensemble le champ électromagnétique. Les composants du champ magnétique sont interconnectés et s’influencent mutuellement, modifiant ainsi leurs propriétés.

Propriétés du champ magnétique :

• Un champ magnétique apparaît sous l’influence de charges motrices de courant électrique.
• En tout point, un champ magnétique est caractérisé par un vecteur d’une grandeur physique appelée induction magnétique, qui est une force caractéristique d’un champ magnétique.
• Un champ magnétique ne peut affecter que les aimants, les conducteurs porteurs de courant et les charges en mouvement.
• Le champ magnétique peut être de type constant et variable
• Le champ magnétique est mesuré uniquement par des instruments spéciaux et ne peut être perçu par les sens humains.
• Le champ magnétique est électrodynamique, car il est généré uniquement par le mouvement de particules chargées et n'affecte que les charges en mouvement.
• Les particules chargées se déplacent selon une trajectoire perpendiculaire.

La taille du champ magnétique dépend de la vitesse de variation du champ magnétique. Selon cette caractéristique, il existe deux types de champ magnétique : le champ magnétique dynamique et le champ magnétique gravitationnel. Le champ magnétique gravitationnel apparaît uniquement à proximité des particules élémentaires et se forme en fonction des caractéristiques structurelles de ces particules.

Un moment magnétique se produit lorsqu'un champ magnétique agit sur une trame conductrice. En d’autres termes, le moment magnétique est un vecteur situé sur la ligne perpendiculaire au repère.

Le champ magnétique peut être représenté graphiquement à l'aide de lignes de champ magnétique. Ces lignes sont tracées dans une direction telle que la direction des forces de champ coïncide avec la direction de la ligne de champ elle-même. Les lignes de force magnétiques sont à la fois continues et fermées. La direction du champ magnétique est déterminée à l'aide d'une aiguille magnétique. Les lignes de force déterminent également la polarité de l'aimant, la fin avec la sortie des lignes de force est le pôle nord et la fin avec l'entrée de ces lignes est le pôle sud.

L’utilisation répandue des champs magnétiques dans la vie quotidienne, dans la production et dans la recherche scientifique est bien connue. Il suffit de citer des dispositifs tels que des générateurs de courant alternatif, des moteurs électriques, des relais, des accélérateurs de particules et divers capteurs. Examinons de plus près ce qu'est un champ magnétique et comment il se forme.

Qu'est-ce qu'un champ magnétique - définition

Un champ magnétique est un champ de force qui agit sur des particules chargées en mouvement. La taille du champ magnétique dépend de la vitesse de sa variation. Selon cette caractéristique, on distingue deux types de champs magnétiques : dynamiques et gravitationnels.

Le champ magnétique gravitationnel apparaît uniquement à proximité des particules élémentaires et se forme en fonction des caractéristiques de leur structure. Les sources d'un champ magnétique dynamique sont des charges électriques en mouvement ou des corps chargés, des conducteurs porteurs de courant et des substances magnétisées.

Propriétés du champ magnétique

Le grand scientifique français André Ampère a réussi à découvrir deux propriétés fondamentales du champ magnétique :

1. La principale différence entre un champ magnétique et un champ électrique et sa principale propriété est qu'il est relatif. Si vous prenez un corps chargé, laissez-le immobile dans un certain référentiel et placez une aiguille magnétique à proximité, alors il pointera, comme d'habitude, vers le nord. Autrement dit, il ne détectera aucun champ autre que celui de la Terre. Si vous commencez à déplacer ce corps chargé par rapport à la flèche, il commencera à tourner - cela indique que lorsque le corps chargé se déplace, un champ magnétique apparaît également, en plus du champ électrique. Ainsi, un champ magnétique apparaît si et seulement s’il y a une charge en mouvement.
2. Un champ magnétique agit sur un autre courant électrique. Ainsi, il peut être détecté en traçant le mouvement des particules chargées - dans un champ magnétique, elles s'écarteront, les conducteurs avec le courant se déplaceront, le cadre avec le courant tournera, les substances magnétisées se déplaceront. Ici, nous devons nous souvenir de l'aiguille de la boussole magnétique, généralement peinte en bleu - après tout, ce n'est qu'un morceau de fer magnétisé. Elle fait toujours face au nord car la Terre possède un champ magnétique. Notre planète entière est un immense aimant : au pôle Nord se trouve une ceinture magnétique sud, et au pôle géographique Sud se trouve un pôle magnétique nord.

De plus, les propriétés du champ magnétique comprennent les caractéristiques suivantes :

1. La force d'un champ magnétique est décrite par l'induction magnétique - il s'agit d'une quantité vectorielle qui détermine la force avec laquelle le champ magnétique affecte les charges en mouvement.
2. Le champ magnétique peut être de type constant et variable. Le premier est généré par un champ électrique qui ne change pas dans le temps ; l'induction d'un tel champ est également constante. La seconde est le plus souvent générée à l’aide d’inductances alimentées en courant alternatif.
3. Le champ magnétique ne peut pas être perçu par les sens humains et n'est enregistré que par des capteurs spéciaux.