Chap 1 : Eléments de magnétisme

1. 1 Les grandeurs magnétiques fondamentales: -Champs et coefficients caractéristiques - Différence de potentiel magnétique – force magnéto-motrice - Flux magnétique 2 Lois physiques essentielles -Théorème d’ampère - Conservation du flux 3 Effets électromagnétiques - Loi de Laplace - Loi de Faraday - Loi de Lenz Chap 1 : Eléments de magnétisme

2. 1 - Les grandeurs magnétiques fondamentales • Un « Champ magnétique » est un lieu où se manifestent des phénomènes magnétiques. • Pour le caractériser, on attribue à chaque point de cet espace un vecteur dit « Vecteur champ magnétique » ou « excitation magnétique » : • On le note : H Son module se mesure en [A/m]Les sources de champ sont appelées des « Aimants », ceux-ci peuvent être « naturels » ou artificiels c.a.d. des « électroaimants » • Pour décrire la topologie du champ, on dessine des lignes de champs.Une « ligne de champ » est une ligne imaginaire en tout point tangente au champ. • Le « spectre » est l’ensemble des lignes de champ.

3. N N S S • Les aimants ont deux pôles: un Nord et un Sud qu’on ne peut dissocierce qui fait que le Champ magnétique est un champ axial • Les lignes de champs sont orientées du nord vers le sud (à l’extérieur des aimants). 1 - Les grandeurs magnétiques fondamentales Spectre d’un aimant droit Spectre d’un solénoïde Pour trouver le sens des lignes de champ, on utilise la règle du tire-bouchon

4. La matière réagit en présence d’un champ d’excitation H • Tous les matériaux ne réagissent pas de la même manière :la conséquence de H est l’induction B 1 - Les grandeurs magnétiques fondamentales Dans le vide B0 = µ0h B se mesure en Tesla [T]µ0 est la perméabilité du vide, c’est une constante universelle qui vaut : µ0 =4p10-7(SI) Dans la matière B = µH = µ0 µrH µ est la perméabilité absolue du matériau µr est la perméabilité relative

5. La plus part des matériaux ne s’aimantent pas, ont dit qu’ils sont: amagnétiques µr = 1 µ ≈ µ0 • Quelques matériaux s’aimantent (Le Fer, le Nickel, le Cobalt), on dit qu’ils sont ferromagnétiques µr >>1 µ >> µ0 • De plus la perméabilité n’est pas constante et on est obligé de fournir la courbe de magnétisation.C’est la courbe des variations de B en fonction de H 1 - Les grandeurs magnétiques fondamentales

6. B en (T) Rémanent Br amagnétique Hc H en (A/m) Coercitif Courbe de magnétisation. C’est la courbe des variations de B en fonction de H Hystérésis Coude de saturation Première aimantation Cycle d’Hystérésis

7. B en (T) H en (A/m) Courbe de magnétisation. C’est la courbe des variations de B en fonction de H Matériau doux Fer Matériau dur

8. H dl P1 C P2 C dl H P2 H dl P1 Circulation d’un vecteur le long d’un parcours

9. i2 i3 i1 sens du parcours sens de la normale à la surface s’appuyant sur C (règle du tire-bouchon) sens de la normale C sens du parcours n spires i Théorème d’Ampère Lois générales C

10. S B n ds n B  S ds Flux d’un vecteur au travers d’une surface

11. n n dS B S surface fermée n B 2 S1 S2 < S1 B1 B2 > B1 1 tronçon de tube de champ Conservation du flux Lois générales

12. B i  L F B r r r r ò ò = = ´ F d f i * d l B l d df i Loi de Laplace |F| = B.I.L.sin

13. B i  L F B r r r r ò ò = = ´ F d f i * d l B l d df i Loi de Laplace |F| = B.I.L.sin

14. B n B B - i A + v l N spires section S A dx eBA orientation du circuit B r i1  11 N1 B 12 B  n i2 22 21 A N2 l A eBA B Loi de Faraday

15. B Force due à i B R - F v vitesse de déplacement + i A sens réel du courant orientation du circuit i + A eBA R B - Loi de Lenz