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Biophysique > Electromagnétisme > Flashcards

Electromagnétisme Flashcards

1
Q

De quoi résulte le magnétisme de certains éléments ?

A

de la rotation ordonnée des électrons autour d’un axe particulier de l’atome

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Q

Comment appelle-t-on TOUTE substance magnétique ?

A

aimant

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3
Q

Avec quoi l’électromagnétisme est-il en rapport ?

A

avec le champ magnétique crée par le passage de courant dans un conducteur électrique

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4
Q

Expérience d’Oersted

A

l’aiguille d’une boussole est déviée lorsqu’elle est à proximité d’un fil rectiligne parcouru par un courant électrique

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5
Q

Types de sources magnétiques

A

> naturelles
dues aux courants électriques

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6
Q

Sources magnétiques naturelles

A

Substances :
> Ferromagnétiques (fer, nickel, gadolinium) => aimantation forte
> Paramagnétique (platine, aluminium) => aimantation faible
> Diamagnétique (Zn, Cu) => aimantation faible induite dans le sens contraire du champ

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7
Q

Sources magnétiques et espace

A

autour des sources magnétiques, les propriétés de l’espace sont modifiées => il y règne un champ magnétique

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8
Q

Caractéristiques d’un champ magnétique

A

> peut être caractérisé par un vecteur
son intensité se mesure en Tesla
sa détection se fait à l’aide d’aiguilles aimantées

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9
Q

Définition Weber

A

> un Weber (Wb) correspond au flux d’induction magnétique qui, traversant un circuit d’une spire, y produit une force électromotrice de 1 Volt si on l’annule en 1 seconde par une décroissance uniforme
1 Wb = 1 V.s

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10
Q

Définition Henry

A

> un Henry (H) correspond à l’inductance d’un circuit fermé quand une force électromotrice de 1 Volt est produite lorsque le courant électrique le parcourant varie de 1 Ampère/seconde uniformément
1H = 1V.s.A-1
1H = 1Wb/A

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11
Q

Définition perméabilité du vide

A

capacité du vide à laisser passer le champ magnétique
/!/ ≠ permittivité

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12
Q

Formule perméabilité du vide

A

μ₀ = 4π..10-⁷
en H.m-1

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13
Q

Définition Tesla

A

> un tesla équivaut à l’induction magnétique qui, répartie sur une surface de 1m², produit à travers cette surface, un flux d’induction total de 1Wb
1T = 1.(kg/A.s-²)

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14
Q

Définition inductance

A

> flux d’induction créé par un courant (dans un circuit) / par l’intensité de ce courant

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15
Q

Définition induction

A

Transmission d’énergie électrique ou magnétique par l’intermédiaire d’un aimant ou d’un courant

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16
Q

Gauss

A

> unité de l’induction magnétique
1G = 10-⁴ T

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17
Q

Gamma

A

> unité de l’induction magnétique
1γ = 10⁻⁵ G = 10⁻⁹ T

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18
Q

Ordre de grandeur d’un aimant courant

A

10 mT

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19
Q

Ordre de grandeur d’une bobine supraconductive

A

20 T

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20
Q

Ordre de grandeur d’une bobine resistive

A

30 à 1000 T

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21
Q

Ordre de grandeur d’un champ magnétique interstellaire moyen

A

1 μG

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22
Q

Ordre de grandeur d’un champ magnétique terrestre

A

0,4 G

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23
Q

Par quoi est définie la topographie d’un champ magnétique

A

par l’ensemble des lignes de champ/lignes d’induction

24
Q

Qu’est-ce qu’une ligne de champ ?

A

une courbe telle qu’en chacun de ses points le vecteur champ magnétique soit porté par la tangente en ce point de la courbe

25
Q

Comment est orientée la ligne de champ

A

dans le sens du champ

26
Q

Comment sont les lignes de champ lorsque le champ est intense

A

elles sont très serrées

27
Q

Que forme l’ensemble des lignes de champ ?

A

le spectre magnétique

28
Q

Comment sont dirigées les lignes d’induction ?

A

> à l’extérieur : du pôle Nord au pôle Sud magnétique
à l’intérieur : du pôle Sud au pôle Nord magnétique

29
Q

A quoi correspond le Sud magnétique ?

A

au Nord géographique

30
Q

A quoi correspond le Nord magnétique ?

A

au Sud géographique

31
Q

Aimant droit

A

> un ensemble de boussoles disposées autour d’un aimant droit s’orientent selon les lignes du champ
champ intense près des pôles avec des lignes de champ se rapprochant les unes des autres

32
Q

Aimant en U

A

> champ pratiquement uniforme dans l’entrefer avec des lignes de champ presque parallèles
champ intense près des pôles

33
Q

A quoi peut être assimilé le champ magnétique terrestre ?

A

au champ magnétique crée par un aimant droit placé au centre de la terre et dont l’axe est incliné de 11,5° par rapport à l’axe de rotation de la terre

34
Q

Champ terrestre au cours du temps

A

au cours du temps, l’aimant garde une direction constante mais l’intensité du champ moyen diminue de 0,05% par an

35
Q

Origine du champ moyen terrestre

A

elle est attribuée aux courants qui apparaissent dans le noyau fluide de la terre, essentiellement ferreux

36
Q

De quoi sont responsables les lignes de champ ?

A

des forces qui s’exercent entre 2 aimants

37
Q

Pôles opposés de deux aimants

A

les lignes de champ s’épousent et les aimants s’attirent

38
Q

Pôles identiques de deux aimants

A

les lignes de champ s’éloignent les unes des autres et les aimants se repoussent mutuellement

39
Q

Règles permettant de trouver l’orientation du champ crée par un courant

A

> règle du bonhomme d’Ampère
règle du tire-bouchon de Maxwell
règle de la paume de la main DROITE

40
Q

Règle du bonhomme d’ampère

A

> un observateur est disposé le long du conducteur de façon à ce que le courant circule de ses pieds à sa tête
il regarde un point M de l’espace
en ce point, le champ magnétique est orienté vers sa gauche

41
Q

Règle du tire-bouchon de Maxwell

A

pour progresser dans le sens du courant, un tire bouchon doit tourner dans le sens du champ

42
Q

Règle de la paume de la main droite

A

> lorsque les doigts et la paume de la main DROITE sont placés le long d’un fil en spirale et dans le sens du courant qui le traverse, le pouce indique le sens du champ magnétique
lorsque les doigts entrent le fil dans le sens du champ magnétique, le pouce indique le sens du courant
/!/ main DROITE

43
Q

Champ magnétique (B) crée par une charge (q) située en un point (O) ayant une vitesse (v)

A

B(M) = (μ₀/4π) x [(q.v.r)/r³]

B : champ (vecteur)
μ₀ : perméabilité du vide
q : charge
v : vitesse (vecteur)
r : distance OM (vecteur)

44
Q

Que décrit la loi de Biot Savart

A

un élément de circuit :
- ayant une longueur (dl)
- parcouru par un courant électrique d’intensité I
=> crée en tout point M de l’espace ((situé à la distance r) un champ d’induction magnétique élémentaire (dB)

45
Q

Formule loi de Biot Savart

A

dB = (μ₀/4π) . [(I.dl.u)/r²]

dB : champ d’induction magnétique (vecteur)
I : intensité = (dq/dt)
dl : vecteur
u : OM/r

46
Q

Champ d’induction crée en un point (M) par un fil conducteur rectiligne infini parcouru par un courant d’intensité

A

> direction : tangente au cercle centré sur le fil
sens : du courant (tire-bouchon)
valeur :
B = (μ₀.I) / (2π.a)
a : OM

47
Q

Champ magnétique crée par une spire circulaire de rayon (R) parcourue par un courant (I) en un point (M) de son axe, M distant de d par rapport au centre de la spire

A

B = (μ₀.I.R²) / (2r³)

R : rayon de la spire
r : distance de M à la spire

48
Q

Champ au centre d’une spire circulaire

A

B = (μ₀.I.R²) / (2r³)
avec r=R

49
Q

Champ au centre d’une bobine plate à N spires

A

B₀ = N.(μ₀.I/2R)

50
Q

Champ au centre d’un solénoïde

A

B₀ = N.(μ₀.I / L)

N : nombre de spires
μ₀ ; 4π..10-⁷
i : intensité
L : longueur

51
Q

Principe Force de Lorentz

A

une particule de charge (q) et de masse (m), évoluant à vitesse (v) dans une région ou règne un champ magnétique (B), subit l’action d’une force magnétique

52
Q

Formule Force de Lorentz

A

f = q.v.B

avec v et B vecteurs

53
Q

Caractéristiques vectorielles de la Force de Lorentz

A

> direction : perpendiculaire au plan formé par les vecteurs v et B
sens : le trièdre (qv; B; F) est direct
intensité : F = ⎢qvb.sinθ⎢
θ : angle entre v et B

54
Q

Principe Force de Laplace

A

une portion rectiligne de conducteur avec
> une longueur (L)
> un courant d’intensité (I)
=> est placée dans un champ magnétique uniforme (B) et soumise à des actions réparties, d’origine électromagnétique, équivalentes à une force F donnée par la loi de Laplace

55
Q

Formule Loi de Laplace

A

F = I.L.B
avec F, L et B vecteurs

56
Q

Caractéristiques vectorielles de la Force de Laplace

A

> direction : perpendiculaire au plan formé par les vecteurs L et B
sens : le trièdre (l; B; F) est direct
valeur : F= ⎢l.L.B.sinα⎢
avec α : angle entre l et B

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