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...@@ -77,9 +77,11 @@ lessons: ...@@ -77,9 +77,11 @@ lessons:
!! L'étude des propriétés de symétrie des vecteurs vrais et des pseudo-vecteurs sera un préalable sur le chemin de l'électromagnétisme. !! L'étude des propriétés de symétrie des vecteurs vrais et des pseudo-vecteurs sera un préalable sur le chemin de l'électromagnétisme.
* Ainsi exprimée en fonction du champ d'induction magnétique $`\overrightarrow{B}`$, la loi de Biot et Savart peut prendre les **trois expressions équivalentes**, *à utiliser selon les besoins* :<br> * Ainsi exprimée en fonction du champ d'induction magnétique $`\overrightarrow{B}`$, la loi de Biot et Savart peut prendre les **trois expressions équivalentes**, *à utiliser selon les besoins* :<br>
<br>$`\overrightarrow{dB}_M=\dfrac{\mu_0}{4\pi}\cdot\dfrac{I\cdot\overrightarrow{dl}_P\land\overrightarrow{PM}}{||\overrightarrow{PM}||^3}\quad`$ <br>$`\overrightarrow{dB}_M=\dfrac{\mu_0}{4\pi}\cdot\dfrac{I\cdot\overrightarrow{dl}_P\land\overrightarrow{PM}}{||\overrightarrow{PM}||^3}\quad`$
$`,\quad\overrightarrow{dB}_M=\dfrac{\mu_0}{4\pi}\cdot\dfrac{\overrightarrow{j} \cdot d\tau_P\land\overrightarrow{PM}}{||\overrightarrow{PM}||^3}\quad`$
$`,\quad\overrightarrow{dB}_M=\dfrac{\mu_O}{4\pi}\cdot\dfrac{q_P \cdot \overrightarrow{v}\land\overrightarrow{PM}}{||\overrightarrow{PM}||^3}`$ $`\overrightarrow{dB}_M=\dfrac{\mu_0}{4\pi}\cdot\dfrac{\overrightarrow{j} \cdot d\tau_P\land\overrightarrow{PM}}{||\overrightarrow{PM}||^3}\quad`$
$`overrightarrow{dB}_M=\dfrac{\mu_O}{4\pi}\cdot\dfrac{q_P \cdot \overrightarrow{v}\land\overrightarrow{PM}}{||\overrightarrow{PM}||^3}`$
<br><br> <br><br>
![](causes-magnetism-B-L1200-gif.gif) ![](causes-magnetism-B-L1200-gif.gif)
...@@ -189,7 +191,9 @@ Nous prenons un **élément de courant $`I\cdot\overrightarrow{dl}_P`$ en un poi ...@@ -189,7 +191,9 @@ Nous prenons un **élément de courant $`I\cdot\overrightarrow{dl}_P`$ en un poi
##### Expression du champ magnétique élémentaire ##### Expression du champ magnétique élémentaire
* Calculons le **champ magnétique élémentaire** au point $`M`$ :<br> * Calculons le **champ magnétique élémentaire** au point $`M`$ :<br>
<br>$`\overrightarrow{dH}_M\quad=\quad\dfrac{1}{4\pi}\cdot\dfrac{I\cdot\overrightarrow{dl}_P\land\overrightarrow{PM}}{||\,\overrightarrow{PM}\,||^{\,3}}`$$`\quad=\quad\dfrac{1}{4\pi}\cdot\dfrac{I\cdot dz\,\overrightarrow{e_z}\land d\,\overrightarrow{e_d}}{d^3}`$$`\quad=\quad\dfrac{I}{4\pi}\cdot\dfrac{dz\;d}{d^3}\cdot \overrightarrow{e_z}\wedge \overrightarrow{e_d}`$ <br>$`\overrightarrow{dH}_M\quad=\quad\dfrac{1}{4\pi}\cdot\dfrac{I\cdot\overrightarrow{dl}_P\land\overrightarrow{PM}}{||\,\overrightarrow{PM}\,||^{\,3}}`$
$`\quad=\quad\dfrac{1}{4\pi}\cdot\dfrac{I\cdot dz\,\overrightarrow{e_z}\land d\,\overrightarrow{e_d}}{d^3}`$
$`\quad=\quad\dfrac{I}{4\pi}\cdot\dfrac{dz\;d}{d^3}\cdot \overrightarrow{e_z}\wedge \overrightarrow{e_d}`$
* Nous devons décomposer le vecteur $`\overrightarrow{e_d}`$ en fonction des vecteurs de la base cylindrique choisie, ce qui donne :<br> * Nous devons décomposer le vecteur $`\overrightarrow{e_d}`$ en fonction des vecteurs de la base cylindrique choisie, ce qui donne :<br>
$`\quad\overrightarrow{e_d}=\cos\alpha\cdot\overrightarrow{e_{\rho}}-\sin\alpha\cdot\overrightarrow{e_z}\quad`$ $`\quad\overrightarrow{e_d}=\cos\alpha\cdot\overrightarrow{e_{\rho}}-\sin\alpha\cdot\overrightarrow{e_z}\quad`$
...@@ -233,8 +237,10 @@ $`\quad\quad=\rho\cdot \dfrac{\cos^2\alpha+\sin^2\alpha}{\cos^2\alpha}=\dfrac{\r ...@@ -233,8 +237,10 @@ $`\quad\quad=\rho\cdot \dfrac{\cos^2\alpha+\sin^2\alpha}{\cos^2\alpha}=\dfrac{\r
* $`\rho=d \cdot \cos\alpha\quad`$**$`\Longrightarrow\quad\dfrac{1}{d^2}=\dfrac{\cos^2\alpha}{\rho^2}`$** * $`\rho=d \cdot \cos\alpha\quad`$**$`\Longrightarrow\quad\dfrac{1}{d^2}=\dfrac{\cos^2\alpha}{\rho^2}`$**
* Exprimé seulement en fonction de$`\alpha`$, le champ magnétique élémentaire s'écrit :<br> * Exprimé seulement en fonction de $`\alpha`$, le champ magnétique élémentaire s'écrit :<br>
<br>**$`\overrightarrow{dH}_M`$**$`\;=\dfrac{I}{4\pi}\cdot\dfrac{dz}{d^2}\cdot\cos\alpha\cdot d\alpha\cdot\overrightarrow{e_{\varphi}}`$$`\quad=\quad\dfrac{I}{4\pi}\cdot\dfrac{\rho\cdot d\alpha}{\cos^2\alpha}\cdot\dfrac{\cos^2\alpha}{\rho^2}\cdot\cos\alpha\cdot d\alpha\cdot\overrightarrow{e_{\varphi}}`$**$`\quad=\quad\dfrac{I}{4\pi\rho}\cdot\cos\alpha\cdot d\alpha\cdot\overrightarrow{e_{\varphi}}`$** <br>**$`\overrightarrow{dH}_M`$**$`\;=\dfrac{I}{4\pi}\cdot\dfrac{dz}{d^2}\cdot\cos\alpha\cdot d\alpha\cdot\overrightarrow{e_{\varphi}}`$
$`\quad=\quad\dfrac{I}{4\pi}\cdot\dfrac{\rho\cdot d\alpha}{\cos^2\alpha}\cdot\dfrac{\cos^2\alpha}{\rho^2}\cdot\cos\alpha\cdot d\alpha\cdot\overrightarrow{e_{\varphi}}`$
**$`\quad=\quad\dfrac{I}{4\pi\rho}\cdot\cos\alpha\cdot d\alpha\cdot\overrightarrow{e_{\varphi}}`$**
* Le fil étant rectiligne, il s'inscrit dans un plan $`\mathcal{P}`$ contenant le fil lui-même est le point $`M`$. Dès lors, un observateur au point $`M`$ peut quantifier par un angle $`\hat{A}`$ le champ sous lequel il voit le fil.<br> * Le fil étant rectiligne, il s'inscrit dans un plan $`\mathcal{P}`$ contenant le fil lui-même est le point $`M`$. Dès lors, un observateur au point $`M`$ peut quantifier par un angle $`\hat{A}`$ le champ sous lequel il voit le fil.<br>
<br>Un fil infini vu depuis tout point $`M`$ est vu sous un angle $`\hat{A}=2\pi`$ qui correspond aux valeurs limites $`\alpha_1=-\dfrac{\pi}{2}`$ et $`\alpha_2=+\dfrac{\pi}{2}`$. Il est nécessaire ici de considérer l'angle $`\alpha`$ en valeur algébrique. Tout élément de courant $`I\cdot dz_P`$ du fil est observé dans une direction du plan $`\mathcal{P}`$ caractérisée par son angle $`\alpha_P\in\, ]-\infty\,,+\infty\,[`$ <br>Un fil infini vu depuis tout point $`M`$ est vu sous un angle $`\hat{A}=2\pi`$ qui correspond aux valeurs limites $`\alpha_1=-\dfrac{\pi}{2}`$ et $`\alpha_2=+\dfrac{\pi}{2}`$. Il est nécessaire ici de considérer l'angle $`\alpha`$ en valeur algébrique. Tout élément de courant $`I\cdot dz_P`$ du fil est observé dans une direction du plan $`\mathcal{P}`$ caractérisée par son angle $`\alpha_P\in\, ]-\infty\,,+\infty\,[`$
...@@ -248,7 +254,9 @@ $`\quad\quad=\rho\cdot \dfrac{\cos^2\alpha+\sin^2\alpha}{\cos^2\alpha}=\dfrac{\r ...@@ -248,7 +254,9 @@ $`\quad\quad=\rho\cdot \dfrac{\cos^2\alpha+\sin^2\alpha}{\cos^2\alpha}=\dfrac{\r
* Par intégration, l'expression du champ magnétique créé par un fil infini en tout point de l'espace (à l'exception des points situés sur le fil lui-même) est :<br> * Par intégration, l'expression du champ magnétique créé par un fil infini en tout point de l'espace (à l'exception des points situés sur le fil lui-même) est :<br>
<br>$`\displaystyle \overrightarrow{H}=\int_{-\pi / 2}^{+ \pi / 2} \dfrac{I}{4\pi\rho}\cdot \cos\alpha \cdot d\alpha \cdot \overrightarrow{e_{\varphi}}`$$`=\dfrac{I}{4\pi\rho}\cdot \left[ \sin\alpha \right]_{-\pi / 2}^{+\pi / 2}\cdot \overrightarrow{e_{\varphi}}`$$`=\dfrac{I}{4\pi\rho}\cdot [1-(-1)] \cdot \overrightarrow{e_{\varphi}}= \dfrac{I}{2\pi\rho} \cdot \overrightarrow{e_{\varphi}}`$ <br>$`\displaystyle \overrightarrow{H}=\int_{-\pi / 2}^{+ \pi / 2} \dfrac{I}{4\pi\rho}\cdot \cos\alpha \cdot d\alpha \cdot \overrightarrow{e_{\varphi}}`$
$`=\dfrac{I}{4\pi\rho}\cdot \left[ \sin\alpha \right]_{-\pi / 2}^{+\pi / 2}\cdot \overrightarrow{e_{\varphi}}`$
$`=\dfrac{I}{4\pi\rho}\cdot [1-(-1)] \cdot \overrightarrow{e_{\varphi}}= \dfrac{I}{2\pi\rho} \cdot \overrightarrow{e_{\varphi}}`$
##### Expression du champ magnétique total ##### Expression du champ magnétique total
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