La physique

Effets d'un champ magnétique sur les charges


Charge électrique avec vitesse dans une direction différente du champ électrique

Lorsqu'une charge est abandonnée à proximité d'un champ magnétique stationnaire avec une vitesse dans une direction différente du champ, elle interagit avec elle. Ensuite, cette force sera donnée par le produit entre les deux vecteurs, et et se traduira par un troisième vecteur perpendiculaire aux deux, cela s'appelle un produit vectoriel et est une opération vectorielle qui n'est pas vue au lycée.

Mais nous pouvons diviser cette étude en un cas particulier où la charge se déplace perpendiculairement au champ, et un autre où la direction du mouvement est toute sauf celle du champ.

  • Charge avec mouvement perpendiculaire au champ

Expérimentalement, on peut observer que si nous approchons d'un aimant de charges électriques avec un mouvement perpendiculaire au champ magnétique, ce mouvement sera décalé perpendiculairement au champ et à la vitesse, c'est-à-dire vers le haut ou vers le bas. Ce sera la direction du vecteur de force magnétique.

Pour les charges positives, cet écart se produit vers le haut:

Et pour les charges négatives vers le bas.

L'intensité de sera donnée par le produit vectoriel qui pour le cas particulier où et sont perpendiculaires est calculé par:

L'unité adoptée pour l'intensité du champ magnétique est tesla (T), qu'il appelle , en l'honneur du physicien yougoslave Nikola Tesla.

Par conséquent, la force sera calculée par:

Mesuré en newtons (N)

  • Charge se déplaçant avec une direction arbitraire vers le champ

Comme mentionné précédemment, le cas où la charge a un mouvement perpendiculaire au champ n'est qu'une particularité d'interaction entre la charge et le champ magnétique. Pour les autres cas, la direction du vecteur sera perpendiculaire au vecteur de champ magnétique et au vecteur vitesse .

Pour le calcul de l'intensité du champ magnétique, seule la composante de la vitesse perpendiculaire au champ est prise en compte, c'est-à-dire: être l'angle formé entre et donc en remplaçant v par sa composante perpendiculaire on aura:

En appliquant cette loi aux autres cas que nous avons vus précédemment, nous verrons que:

  • si v = 0, alors F = 0
  • si = 0 ° ou 180 °, alors sen = 0, donc F = 0
  • si = 90 °, puis sen = 1, donc .

Règle de la main droite

Une méthode utilisée pour déterminer la direction du vecteur est la règle dite de la main droite plate. Avec une main ouverte, votre pouce pointe vers le vecteur vitesse et les autres doigts vers le vecteur de champ magnétique.

Pour les charges positives, vector aura la direction d'une ligne qui traverse la main, et sa signification sera celle d'un vecteur qui sort de la paume.

Pour les charges négatives, vecteur il aura la direction d'une ligne qui traverse la main, et sa signification sera celle d'un vecteur qui sort du dos de la main, c'est-à-dire le vecteur qui entre dans la paume.