Physique · 3ème InfoThème 2 : Interaction magnétique · Chapitre 3

Champ magnétique créé par un courant

Objectifs

À la fin de ce chapitre, vous saurez :
• mettre en évidence le champ magnétique créé par un courant ;
• déterminer les caractéristiques du champ d'un fil rectiligne ;
• déterminer les caractéristiques du champ à l'intérieur d'un solénoïde : B = μ₀.n.I.

Situation

Dans les casses automobiles, un puissant électroaimant soulève des voitures entières, puis les lâche dès qu'on coupe le courant. Comment un courant peut-il créer un champ magnétique ?

I. Le champ d'un fil rectiligne

1. Spectre et direction

Animation

L'expérience d'Oersted (1820)

Un fil parcouru par un courant, tendu au-dessus d'une aiguille et parallèle à elle, la fait dévier ; la déviation change de sens avec le courant et augmente avec son intensité.

Spectre : un long fil vertical traverse un carton horizontal saupoudré de limaille. Avec un courant intense, la limaille dessine des cercles concentriques centrés sur le fil : ce sont les lignes de champ.

Fig. 1 — Lignes de champ d'un fil rectiligne vu de dessus (courant entrant) : B→ est tangent au cercle en M.

À retenir

En un point M situé à la distance d du fil, B→ est tangent à la ligne de champ circulaire : il est perpendiculaire au plan formé par le fil et le point M.

2. Sens et valeur du champ

Animation

Règle de l'observateur d'Ampère

Un observateur couché sur le fil, le courant entrant par ses pieds et sortant par sa tête, regarde le point M : son bras gauche tendu indique le sens de B→.

Règle équivalente

Avec la main droite, le pouce dans le sens du courant, les doigts repliés tournent dans le sens des lignes de champ.

Valeur : une aiguille placée près du fil s'oriente selon la somme de la composante horizontale B→_h du champ terrestre et du champ B→_s du fil, perpendiculaire à B→_h. Elle dévie de α avec :

tan α = ^B_{B_h} d'où B = B_h . tan α

Mesures (B_h = 2.10^-5 T)

I (A)	0,5	1,0	1,5	2,0	2,5	3,0
α (°)	14	27	37	45	51	56
B (10^-5 T)	0,50	1,02	1,51	2,00	2,47	2,97

Fig. 2 — Avec B_h = 2.10^-5 T : B est proportionnel à I.

À retenir

À distance fixe, la valeur du champ est proportionnelle à l'intensité du courant ; elle diminue quand on s'éloigne du fil.

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