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Pipeline #17894 canceled with stage
......@@ -190,6 +190,11 @@ $`\begin{align}\color{brown}{\mathbf{\large{\overrightarrow{dF}_{Laplace}}}}
<br>\- une **force de Laplace $`\overrightarrow{F}_{Laplace}=\oint_C \overrightarrow{dF}_{Laplace}`$** qui s'aplique **à l'ensemble du circuit** dans le *cas d'un circuit rigide*.<br>
<br>Dans ces deux cas, la force de Laplace **peut modifier le mouvement du circuit** électrique.
<br>
_______________________-
#### Quelle force magnétique s'exerce sur une spire parcourue par un courant dans un champ magnétique uniforme?
##### Description de la scène
......@@ -200,97 +205,30 @@ sur la figure.
* Pour décrire la situation et réaliser les calculs, choisissons un **système de coordonnées** tel que :
* l'**origine O** est le *centre de la spire*,
* l'**axe $`Oz`$** est l'*axe de la spire* d'**orientation**
telle que le courant *$`I`$ parcourt la spire dans le sens trigonométrique direct*.
* l'**axe $`Oz`$** est l'*axe de la spire*,
d'**orientation** telle que le courant *$`I`$ parcourt la spire dans le sens trigonométrique direct*.
* Cette *spire* est *plongée dans un champ magnétique*
**$`\overrightarrow{B}`$ uniforme et stationnaire, d'orientation quelconque*.
**$`\overrightarrow{B}`$ uniforme et stationnaire, d'orientation quelconque**.
<br>
L'expression d'un *champ uniforme* est plus aisée dans un système de coordonnées dont
L'expression d'un **champ uniforme** est *plus aisée* dans un système de coordonnées dont
les *vecteurs de base* associés gardent *même norme, même direction et même sens en tout point* de l'espace.
* Ainsi, nous choisirons le système de **coordonnées cartésiennes directes** de repère associé
**$`(O\,,\overrightarrow{e_x}\,,\overrightarrow{e_y}\,,\overrightarrow{e_z})`$**.
* Ainsi, nous choisirons le système de **coordonnées cartésiennes directes** de *repère associé*
*$`(O\,,\overrightarrow{e_x}\,,\overrightarrow{e_y}\,,\overrightarrow{e_z})`$*.
* Dans ce repère,
* les composantes de $`\overrightarrow{B}`$ s'exprime :
* Dans ce repère *$`\mathbf{(O\,,\overrightarrow{e_x}\,,\overrightarrow{e_y}\,,\overrightarrow{e_z})}`$*,
* le *champ magnétique $`\overrightarrow{B}`$* s'exprime :
<br>
$`\overrightarrow{B}=\begin{pmatrix}B_x \\ B_y \\B_z \end{pmatrix}`$
**$`\overrightarrow{B}=\begin{pmatrix}B_x \\ B_y \\B_z \end{pmatrix}`$**
* Tout point $`P`$ de la spire étant repéré par son vecteur position
$`\overrightarrow{OP}=R\,(\cos\,\varphi_P\;\overrightarrow{e_x}\,+\,\sin\,\varphi_P\;\overrightarrow{e_y}`$,
les composantes de l'élément de courant en $`P`$ s'exprrime :
l'*élément de courant* en $`P`$ s'exprrime :
<br>
$`I\,\overrightarrow{dl}_P=I\,\begin{pmatrix}R\,\cos\varphi_P \\ R\,\sin\varphi_P \\0 \end{pmatrix}`$
* Pour décrire la situation et réaliser les calculs, choisissons un **système de coordonnées** tel que :
* l'**origine O** est le *centre de la spire*,
* l'**axe $`Oz`$** est l'*axe de la spire* d'**orientation**
telle que le courant *$`I`$ parcourt la spire dans le sens trigonométrique direct*.
* Cette *spire* est *plongée dans un champ magnétique*
**$`\overrightarrow{B}`$ uniforme et stationnaire, d'orientation quelconque*.
<br>
L'expression d'un *champ uniforme* est plus aisée dans un système de coordonnées dont
les *vecteurs de base* associés gardent *même norme, même direction et même sens en tout point* de l'espace.
* Ainsi, nous choisirons le système de **coordonnées cartésiennes directes** de repère associé
**$`(O\,,\overrightarrow{e_x}\,,\overrightarrow{e_y}\,,\overrightarrow{e_z})`$**.
* Dans ce repère,
* les composantes de $`\overrightarrow{B}`$ s'exprime :
<br>
$`\overrightarrow{B}=\begin{pmatrix}B_x \\ B_y \\B_z \end{pmatrix}`$
* La *spire $`\mathcal{C}`$ parcourue par le courant $`I`$* se décompose mentalement, pour le sens de $`I`$ indiqué et le sens
positif choisi de l'axe $`Oz`$, en ses **éléments de courant d'expression**
<br>
**$`\boldsymbol{\mathbf{I\,\overrightarrow{dl}_P = I\;R\,d\varphi\,\overrightarrow{e_{\varphi}}}}\quad`$**(A &nbsp;m)
<br>
situés en tout *point $`P`$ de la spire* de coordonnées cylindriques
*$`P = (\rho_P=R,\,\varphi_P,\,z_P=0)`$*.
* Cette spire est *plongé dans un champ magnétique*
**$`\overrightarrow{B}`$ uniforme et stationnaire, d'orientation quelconque*.
<br>
L'expression de ca champ uniforme est plus aisée dans le système cartésien direct
$`(O\,,\overrightarrow{e_x}\,,\overrightarrow{e_y}\,,\overrightarrow{e_z})`$ à partir duquel
le système de coordonnées cylindriques choisi est défini,
car ses trois vecteurs de bases
gardent une même norme unité, une même direction et un même sens en tout point de l'espace.
<br>
Dans ce
* Il est possible de **paramétrer le problème**, 'introduire des *grandeurs physiques intermédiaires utiles à notre perception* du problème. Ainsi nous portons sur la figure :
<br>
* la *distance $`d=||\,\overrightarrow{PM}\,||=\sqrt{R^2+z^2}`$* qui intervient dans la loi de Biot et Savard
* le *vecteur $`\overrightarrow{e_d}`$* tel que le vecteur $`\overrightarrow{PM}`$ s'écrive $`\overrightarrow{PM}=d\cdot \overrightarrow{e_d}`$
* l'*angle $`\alpha =\widehat{OMP}`$*
Soit une spire de centre $`O`$, d'axe $`Oz`$ et de rayon $`R`$ parcourue par un courant d'intensité $`I`$.
**$`I\,\overrightarrow{dl}_P=I\,\begin{pmatrix}R\,\cos\varphi_P \\ R\,\sin\varphi_P \\0 \end{pmatrix}`$**
Cette spire est plongée dans une région de l'espace ou règne un chamm magnétique uniforme et stationnaire
##### Expression de la force élémentaire de Laplace sur un élément de courant
$`\overrightarrow{B}`$.
......
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