• JC Duval

Le champ électromagnétique

“Approchez-vous de cette femme et demandez-lui si la lueur de ses yeux est à vendre.”

Les champs magnétiques - André Breton

 

Le champ électromagnétique


Nous avons vu qu'un courant électrique crée un champ magnétique et nous avons également vu qu'un champ magnétique dévie la trajectoire de particules chargées.

La fluctuation électrique perturbe le champ magnétique et réciproquement la fluctuation magnétique perturbe le champ électrique.

Les 2 champs interagissent et forment ce que l'on appelle un champ électro-magnétique.


La combinaison des 2 forces forment la force électro-magnétique.

Force électromagnétique = force électrique + force magnétique

Force électromagnétique = force électrique + force magnétique


Etienne Parizot explique ce qu'est la force électromagnétique


Comme l'a énoncé Newton dans son principe fondamental de la dynamique, une force est invariante ou dit autrement une force ne dépend pas du référentiel - sous entendu galiléen - dans lequel on se situe. Dire qu'une force produit une accélération, ou dire qu'une force modifie la vitesse, c'est la même chose. Une force produit une accélération mais ne produit pas une vitesse. Une force modifie une vitesse mais ne modifie pas une accélération. Une force est invariante.

Mais la vitesse dépend du référentiel et comme la force magnétique dépend de la vitesse de la particule chargée, on s'aperçoit qu'il y a potentiellement un problème entre l'approche relativiste et l'approche électro-magnétique. Celui ci sera résolu par Lorentz qui avec ses transformations permettra de rendre invariantes les lois de Maxwell et sera expliqué par Einstein qui avec la théorie de la relativité restreinte déshabillera le temps de son caractère universel.

 

Le phénomène d'induction


Nous avions vu qu'une charge statique crée un champ électrique, on avait parlé de champ électrostatique. Mais la variation d'un champ magnétique peut également créer un champ électrique et induire un courant dans un fil électrique. Dans ce cas, le rotationnel du champ électrique est non nul et dépend directement de la variation du champ magnétique.

Le courant électrique est qualifié de courant induit, le phénomène étant baptisé 'induction électro-magnétique' .

On observe donc l'apparition d'un courant induit dans le circuit dès lors que l'intensité ou la direction du champ magnétique varie. Si on déplace un aimant à l'intérieur d'une bobine, un courant va circuler dans le fil électrique.

Courant induit

Courant induit

 

Un champ électro-magnétique apparaît dès lors que des charges électriques sont en mouvement. La fluctuation du champ électrique crée un champ magnétique qui lui même modifie le champ électrique qui à son tour modifie le champ magnétique, etc …

De proche en proche la perturbation se propage à une vitesse constante qui dans le vide se trouve être celle de la lumière et ce, quelles que soient les longueurs d'ondes.

Le champ électro-magnétique résulte ainsi de la combinaison de 2 ondes : une électrique et l’autre magnétique.

 

Pour ceux qui veulent en savoir un peu plus …


Vous comprendrez ce qu'est un champ électrique, pourquoi un courant crée un champ magnétique ou encore pourquoi une particule en mouvement est deviée dans un champ magnétique.

Vous comprendrez aussi comment la variation d'un champ magnétique peut induire un courant électrique dans un fil, courant qui comme nous l'avons vu génère à son tour un champ magnétique. La variation d'un champ perturbe l'autre. Au final, les deux champs forment un champ électro-magnétique.

Le champ électromagnétique

Les ondes électromagnétiques

Le champ électrique

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