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3e838e77
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3e838e77
authored
Feb 02, 2025
by
Claude Meny
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...es-stationary-magnetic-field/20.overview/cheatsheet.fr.md
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3e838e77
...
@@ -452,18 +452,52 @@ situés en tout *point $`P`$ de la spire* de coordonnées cylindriques
...
@@ -452,18 +452,52 @@ situés en tout *point $`P`$ de la spire* de coordonnées cylindriques
##### Expression du champ magnétique élémentaire
##### Expression du champ magnétique élémentaire
*
Selon la
loi de Biot et Savart
, l'élément de courant $
`I\,\overrightarrow{dl}_P`
$
*
Selon la
*loi de Biot et Savart*
, l'élément de courant $
`I\,\overrightarrow{dl}_P`
$
en tout point $
`P`
$ de la spire parcourue par le courant $
`I`
$ créé
en tout point $
`P`
$ de la spire parcourue par le courant $
`I`
$ créé
*en tout point M*
de l'espace le
**champ magnétique élémentaire**
*en tout point M*
de l'espace le
**champ magnétique
d'excitation
élémentaire**
<br>
<br>
**$`\mathbf{\overrightarrow{dB}_{P\rightarrow M}}`$**
$
`\;=\dfrac{\mu_0}{4\pi}\cdot\dfrac{I\cdot\overrightarrow{dl}_P
**
$
`\mathbf{\overrightarrow{dH}_{P\rightarrow M}=\dfrac{1}{4\pi}\cdot\dfrac{I\cdot\overrightarrow{dl}_P
\land\overrightarrow{PM}}{||\overrightarrow{PM}||^3}`
$
\land\overrightarrow{PM}}{||\overrightarrow{PM}||^3}\quad`
$
**
(A m
<sup>
-1
</sup>
,
<br>
ou encore, la spire étant plongé dans l'espace vide ou dans l'air, le
**champ d'induction magnétique**
<br>
**$`\mathbf{\overrightarrow{dB}_{P\rightarrow M}=\mu_0 \overrightarrow{dH}_{P\rightarrow M}}\quad`$**
(T).
$
`\hspace{2cm}=\dfrac{\mu_0}{4\pi}\cdot\dfrac{I\cdot R\,d\varphi\,\overrightarrow{e_{\varphi}}\land d\,\overrightarrow{e_d}}{d^3}`
$
*
Le calcul de $
`\overrightarrow{H}`
$ se limitant aux points de l'axe $
`Oz`
$, les coordonnées de tout
*point $`M`$ de l'axe $`Oz`$*
s'expriment
*$`M = (\rho_M = 0, \,\varphi_M = 0, \, z_M)`$*
*$`\boldsymbol{\mathbf{\hspace{2cm}=\dfrac{\mu_0\,I}{4\pi}\cdot\dfrac{R\,d\varphi}{d^2}\cdot \overrightarrow{e_{\varphi}}\wedge \overrightarrow{e_d}}}`$*
*
*Exprimons $`\overrightarrow{dH}_{P\rightarrow M}`$*
**en fonction des données de base de l'étude**
, soit
L'élément de courant $
`I\,\overrightarrow{dp}_{P}`
$,
le rayon $
`R`
$ de la spire, la coordonnée $
`z_M`
$, et les vecteurs
$
`\overrightarrow{e_{\rho}},\,\overrightarrow{e_{\varphi}},\,\overrightarrow{e_z}`
$ de la base cylindrique choisie :
*
le vecteur $
`,\overrightarrow{PM}`
$ se décompose en
<br>
**$`\overrightarrow{PM}=\overrightarrow{PO}+\overrightarrow{OM}=-R\,\overrightarrow{e_{\rho}}+z_m\,\overrightarrow{e_z}`$**
.
*
Les coordonnées cylindriques sont orthonormées ($
`\overrightarrow{e_{\rho}}\perp\overrightarrow{e_z}`
$) donc
l'angle $
`\alpha =\widehat{OMP}`
$ est droit, le triangle (OMP) est rectangle en $
`O`
$.
Ainsi la
*distance $`d=||\,\overrightarrow{PM}\,||`$*
qui intervient dans la loi de Coulomb,
grâce au
*théorème de Pythagore*
appliqué au triangle (OMP), s'exprime :
<br>
**$`d = \sqrt{(-R)^2+z_M^2}=(R^2+z_M^2)^{\,1/2}`$**
*
Le champ d'excitation magnétique élémentaire au point $
`M`
$ créé par l'élément de courant en $
`P`
$ se réécrit donc :
<br>
<br>
<br>
**$`\mathbf{\overrightarrow{dH}_{P\rightarrow M}}`$**
$
`\quad=\dfrac{I}{4\pi}\cdot\dfrac{\overrightarrow{dl}_P
\land\overrightarrow{PM}}{||\overrightarrow{PM}||^3}`
$
<br>
$
`\hspace{1.7cm}=\quad\dfrac{I}{4\pi}\cdot\dfrac{R\,d\varphi\overrightarrow{e_{\varphi}}\land\overrightarrow{PM})}{d^3}`
$
<br>
$
`\hspace{1.7cm}=\quad\dfrac{I}{4\pi}\cdot\dfrac{(R\,d\varphi\overrightarrow{e_{\varphi}})\land(-R\,\overrightarrow{e_{\rho}}+z_m\,\overrightarrow{e_z}))}{(R^2+z_M^2)^{\,3/2}}`
$
<br>
$
`\hspace{1.7cm}=\quad\dfrac{I}{4\pi}\cdot\dfrac{-R^2\,(\overrightarrow{e_{\varphi}})\land\overrightarrow{e_{\rho}})+R\,z_m\,(\overrightarrow{e_{\varphi}}\land\overrightarrow{e_z})}{(R^2+z_M^2)^{\,3/2}} d\varphi`
$
<br>
##### Symétries des courants et direction du champ magnétique total
##### Symétries des courants et direction du champ magnétique total
<br>
<br>
...
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