⚡ Champ Magnétique Créé par un Courant ⚡
1ère BAC Sciences – Électromagnétisme
🔍 Découverte d’Œrsted (1820)
Une aiguille aimantée dévie lorsqu’elle est placée près d’un fil parcouru par un courant. Cette expérience historique révèle le lien entre électricité et magnétisme.
1. 🧵 Champ autour d’un Fil Rectiligne
\[ B = \frac{\mu_0 I}{2\pi r} \]
Loi de Biot-Savart (μ₀ = 4π×10⁻⁷ N/A²)
Règle du Bonhomme d’Ampère
Pouce = courant, Doigts enroulés = sens de B
Visualisation 3D
⊙ = sort de la page, ⊗ = entre dans la page
Exemple Calculé
Un fil rectiligne est parcouru par un courant I = 5 A. Calculer B à r = 10 cm :
\[ B = \frac{4\pi×10^{-7}×5}{2\pi×0.1} = 10^{-5} \, \text{T} \, (\text{ou } 10 \, \mu\text{T}) \]
2. 🔵 Champ d’une Spire Circulaire
Au centre de la spire
\[ B = \frac{\mu_0 I}{2R} \]
• R : rayon de la spire (m)
• B perpendiculaire au plan de la spire
Règle de la main droite
Doigts = sens du courant, Pouce = sens de B
Application : Bobine plate
Une spire de rayon R = 5 cm parcourue par I = 2 A :
\[ B = \frac{4\pi×10^{-7}×2}{2×0.05} = 2.5×10^{-5} \, \text{T} \, (25 \, \mu\text{T}) \]
3. 🌀 Solénoïde (Bobine Longue)
\[ B = \mu_0 n I \]
n = nombre de spires par mètre
Propriétés
• Champ fort et uniforme à l’intérieur
• Champ faible à l’extérieur
Application pratique
Noyau ferromagnétique augmente B (μᵣ >> 1)
Exemple Calculé
Un solénoïde de 20 cm de long avec 500 spires parcouru par I = 2 A :
\[ n = \frac{500}{0.2} = 2500 \, \text{spires/m} \]
\[ B = 4\pi×10^{-7}×2500×2 = 6.28×10^{-3} \, \text{T} \, (6.28 \, \text{mT}) \]
4. 🛠️ Applications Technologiques
Electroaimant
Champ magnétique ajustable
Relais électromécanique
Commande un circuit par un autre
Autres applications
Moteurs électriques
Transformateurs
IRM médical
Haut-parleurs
