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a6d95979
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a6d95979
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Nov 21, 2023
by
Claude Meny
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...-solenoid/10.ampere-integral/20.overview/cheatsheet.fr.md
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12.temporary_ins/20.magnetostatics-vacuum/40.ampere-theorem-applications/25.torus-solenoid/10.ampere-integral/20.overview/cheatsheet.fr.md
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a6d95979
...
...
@@ -127,7 +127,7 @@ $`\Longrightarrow`$**$`\mathbf{\overrightarrow{B}}`$** possède les *invariances
*
*Par l'*
**étude des symétries**
*de la distribution de courant $`\overrightarrow{j}`$*
.
<br>
1.
Soit un
**point $`M(\rho
_M\,\varphi_M,z_M
)`$ quelconque**
de l'espace.
1.
Soit un
**point $`M(\rho
\,\varphi,z
)`$ quelconque**
de l'espace.
2.
Le
**plan $`P_1`$**
qui contient le point $
`M`
$ et l'axe $
`Oz`
$ est
*plan de symétrie*
pour la distribution de courant.
3.
Le champ magnétique
**$`\overrightarrow{B}`$ étant un vecteur axial**
, en tout point d'un plan de symétrie
il est perpendiculaire à ce plan. Le plan de symétrie $
`P_1`
$ étant déterminé, la
...
...
@@ -162,6 +162,73 @@ P_1\,(M, \overrightarrow{e_{\rho}}, \overrightarrow{e_z})\; \text{plan de symét
_Étape 2 : choix d'un contour d'Ampère adapté_
$
`\Gamma_A`
$ _et de son orientation_$
`(\Longrightarrow\;\Gamma_{A\,or.})`
$ _,_
_puis calcul de la circulation du champ magnétique._
#### Quel contour d'Ampère $`\Gamma_A`$ choisir ?
*
Le
**contour d'Ampère $`\mathbf{\Gamma_A}`$**
doit :
*
être une
*ligne fermée*
.
*
*contenir le point $`M`$*
quelconque.
*
permettre un
*calcul simple de $`\displaystyle\oint_{\Gamma_A} \overrightarrow{B}\cdot \overrightarrow{dl}`$*
.
*
Que savons nous ?
<br>
Les invariances et symétries $
`\Longrightarrow`
$
*$`\;\overrightarrow{B}=B_{\varphi}(\rho)\,\overrightarrow{e_{\varphi}}`$*
<br>

_Attention, figure à corriger : dans l'expression_
$
`\overrightarrow{j}=j_z(r)\,\overrightarrow{e_z}`
$ _, remplacer_ $
`r`
$ _par_ $
`\rho`
$.
<br>
*
*Choix de $`\mathbf{\Gamma_A}`$*
:
**cercle**
,
*
inscrit dans le plan qui
**contient de point $`M`$**
et
**perpendiculaire à l'axe $`Oz`$**
.
*
de
**rayon $`\rho_M`$**
, coordonnées du point $
`M`
$ considéré.
#### Que signifie orienter le contour d'Ampère $`\Gamma_A`$ choisi ?
*
orienter signifie
**donner un sens "positif" de circulation**
,
*indiqué par une flèche*
sur le contour.
*
Ce sens positif
**fixe le sens des vecteurs déplacement élémentaire $`\mathbf{\overrightarrow{dl}}`$ **
le long du contour : .
<br>
figure explicative à faire.
#### Le choix de l'orientation est-il important ?
*
Ne pas oublier d'
**orienter le contour d'Ampère**
est
*important*
.
*
Choisir
**un sens plutôt que l'autre**
n'a
*pas d'importance*
.
<br>
En effet :
*
le théorème d'Ampère est une égalité entre 2 membres :
$
`\oint_{\Gamma_A}\overrightarrow{B}\cdot\overrightarrow{dl}=\mu_0\,\oiint_{\mathscr{S}_A}\overrightarrow{j}\cdot\overrightarrow{dS}`
$
*
Les orientations de $
`\overrightarrow{dl}`
$ et $
`\overrightarrow{dS}`
$ sont liées.
*
Changer le sens de $
`\overrightarrow{dl}`
$ changera aussi le sens de $
`\overrightarrow{dS}`
$.
Cela revient à multiplier par $
`-1`
$ chaque membre de l'égalité,
ce qui ne modifie pas la solution de l'équation.
#### Que vaut la circulation de $`\overrightarrow{B}`$ le long de $`\Gamma_A`$ ?
*
Le
**signe**
devant l'expression finale contenant $
`B_{\varphi}(r)`
$
*dépend de l'orientation choisie*
sur $
`\mathbf{\Gamma_A}`
$.
*
Choisissons comme sens positif le sens trigonométrique direct, indiqué par une flèche sur le cercle $
`\mathbf{\Gamma_A}`
$.
<br>
**$`\Longrightarrow\mathbf{\overrightarrow{dl}=+\,\rho_M\,d\varphi\,\overrightarrow{e_{\varphi}}}`$**
avec $
`d\varphi>0`
$.
*
**$`\mathbf{\oint_{\Gamma_A}\overrightarrow{B}\cdot\overrightarrow{dl}}`$**
$
`\quad\quad\color{blue}{\scriptsize{\quad\text{En se rappelant que :}}}`
$
$
`\quad\quad\color{blue}{\scriptsize{\quad\text{invariances + symétries }\Longrightarrow \vec{B}=B_{\varphi}(\rho\,,z)\,\vec{e_{\varphi}}}}`
$
<br>
$
`\quad\quad=\oint_{\varphi=0}^{\varphi=2\pi}\big(B_{\varphi}(\rho)\,\overrightarrow{e_{\varphi}}\big)\cdot \big(+\rho\,d\varphi\,\overrightarrow{e_{\varphi}}\big)`
$
<br>
$
`\displaystyle\quad\quad=\oint_{\varphi=0}^{\varphi=2\pi}B_{\varphi}(\rho)\,\rho\,\big(\overrightarrow{e_{\varphi}}\cdot \overrightarrow{e_{\varphi}}\big) d\varphi`
$
<br>
$
`\displaystyle\quad\quad=\rho\,B_{\varphi}(\rho)\,\oint_{\varphi=0}^{\varphi=2\pi}d\varphi`
$
<br>
**$`\mathbf{\displaystyle\quad\quad = 2\pi\,\rho\, B_{\varphi}(\rho)}`$**
<br>

<br>
...
...
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