Le champ magnétique crée par un courant électrique – Exercices

Résumé et Points Clés

Résumé : Champ magnétique créé par un courant électrique

Ce chapitre étudie le champ magnétique généré par un courant électrique traversant différents conducteurs.

I. Fil rectiligne infini

• Spectre : Les lignes de champ sont des cercles concentriques dans un plan perpendiculaire au fil.
• Caractéristiques du vecteur B : Tangent au cercle, son sens est donné par les règles d’orientation (règle du tire-bouchon, main droite).
• Intensité au point M : B = (2×10⁻⁷ × I) / d, où I est l’intensité du courant et d la distance OM.

II. Bobine plate

• Spectre : Les lignes sont rectilignes près du centre et s’incurvent pour former des boucles.
• Sens de B : Déterminé par la règle du bonhomme d’Ampère ou de la main droite. La face par laquelle sortent les lignes est la face Nord (N).
• Intensité au centre O : B = (μ₀ × N × I) / (2 × R), avec N le nombre de spires et R le rayon.

III. Solénoïde (longue bobine)

• Spectre : À l’intérieur, les lignes sont parallèles (champ uniforme). À l’extérieur, il ressemble à celui d’un aimant droit.
• Sens de B : Règle de la main droite : le pouce indique le sens de B, les doigts courbés le sens du courant I.
• Intensité à l’intérieur : B = μ₀ × n × I, où n = N/L est la densité de spires. Le champ est uniforme.

Concepts et conseils clés :

• Perméabilité du vide : μ₀ = 4π × 10⁻⁷ S.I. (constante).
• Astuces d’examen : Maîtriser les règles d’orientation pour le sens. Savoir distinguer les formules d’intensité selon le conducteur (fil, bobine, solénoïde). Pour un solénoïde, retenir que le champ interne est uniforme et proportionnel à la densité de spires (n) et au courant (I).