Champ électrique produit par un fil rectiligne parcouru par un courant constant I

[invite60a8080e]

Bonjour a tous,

Le champ magnétique est facile à trouver avec la loi de Biot et Savart.

Mais quand est-il du champ électrique ?
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[calculair]

Bonjour a tous,

Le champ magnétique est facile à trouver avec la loi de Biot et Savart.

Mais quand est-il du champ électrique ?

La theorie repond que le champ electrique est nul dans un conducteur parfait


Maintenant il faudrait avoir plus de precision pour te repondre et ce que tu recherches au travers de cette question

[Jeanpaul]

Dans un fil disons métallique il y a autant de porteurs négatifs (électrons) que de charges positives, donc le champ électrique est nul dedans et dehors pour un courant constant.
Il en irait autrement si le courant était variable parce qu'il apparaît des effets de capacités et de selfs réparties. En gros, disons que la tension varie le long du fil et que le courant doit charger et décharger successivement les divers tronçons qui font créer un champ électrique et un champ magnétique.
Un courant variable le long d'un fil crée une onde électromagnétique, un courant constant dans le temps seulement un champ magnétique.

[juliendusud]

Dans un fil disons métallique il y a autant de porteurs négatifs (électrons) que de charges positives, donc le champ électrique est nul dedans et dehors pour un courant constant.
Il en irait autrement si le courant était variable parce qu'il apparaît des effets de capacités et de selfs réparties. En gros, disons que la tension varie le long du fil et que le courant doit charger et décharger successivement les divers tronçons qui font créer un champ électrique et un champ magnétique.
Un courant variable le long d'un fil crée une onde électromagnétique, un courant constant dans le temps seulement un champ magnétique.

Dans un fil dans lequel circule un courant continu, la répartition des charges n'est pas uniforme le long du fil sinon il n'y aurait pas de différence de potentiel. Conséquence : localement la densité de charges n'est pas nulle (globalement la densité de charges électrique est évidemment nulle) il doit donc exister autour de ce fil un champ électrique dipolaire.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitec053041c]

Dans un fil dans lequel circule un courant continu, la répartition des charges n'est pas uniforme le long du fil sinon il n'y aurait pas de différence de potentiel. Conséquence : localement la densité de charges n'est pas nulle (globalement la densité de charges électrique est évidemment nulle) il doit donc exister autour de ce fil un champ électrique dipolaire.

Je confirme.
Un champ électrique est en effet créé autour de ce fil parcouru par un courant, j'ai fait un exercice sur ça dernièrement.
Si je retrouve tout ça, je vous le donne.

[Jeanpaul]

Ca m'intéresse. Parce qu'il est clair qu'il faut une différence de potentiel donc un champ pour mettre les charges en mouvement. Mais ce qui me pose problème c'est que le champ électrique est créé PAR le courant.

[juliendusud]

Ca m'intéresse. Parce qu'il est clair qu'il faut une différence de potentiel donc un champ pour mettre les charges en mouvement. Mais ce qui me pose problème c'est que le champ électrique est créé PAR le courant.

Je dirai plus exactement que le courant est la conséquence du champ électrique induit par la distribution de charges dans le fil.

[invite754aa6de]

Salut tout le monde
j'ai une recherche sur la résistivité électrique du sol si vous pouvez m'aider merci

[YBaCuO]

Bonjour a tous,

Le champ magnétique est facile à trouver avec la loi de Biot et Savart.

Mais quand est-il du champ électrique ?

Bonjour,

Je suppose que tu veux calculer le champ électrique en fonction du potentiel du fil et du diamètre du fil.

Il faut définir alors la référence du potentiel, et la première idée est d'imposer un potentiel nul à l'infini. Le problème dans notre cas est que le potentiel diverge à l'infini, il évolue en logarithme de la distance. Il faut trouver alors une parade.

La solution est de considérer un fil rectiligne de diamètre D à une distance h d'un plan conducteur infini (qui peut représenter le sol par exemple), et on impose un potentiel nul à ce plan.
On résout le problème par la méthode des images, c'est à dire que le problème revient à calculer le champ électrique créé par deux fils parallèles de diamètre D éloignés d'un distance 2 h et dont l'un est au potentiel V et l'autre au potentiel -V.

Notre problème peut maintenant être résolu, mais nous avons perdu la symétrie cylindrique. Je n'ai pas la solution en tête mais je crois que l'on aura besoin de calculer la capacité linéique de ce condensateur et cela ne va pas être simple.

Je pense alors à une autre solution, considérer un câble coaxial dont l'enveloppe conducteur au potentiel nul est disposé à une grande distance par rapport au diamètre du fil (de l'ordre de grandeur de h dans notre précédent cas), si on ne s'intéresse au champ électrique qu'au voisinage du fil je pense que l'on a une approximation correcte. Avec cette solution on conserve la symétrie cylindrique, les calculs en sont plus simples.

[calculair]

Je ne comprend pas bien;

Le champ electrique serait crée par quoi ?

Le courant ans le fil ? Si le conducteur est parfait E = 0 dans le conducteur

Je ne vois pas bien ce qui creé ou définit ce champ, et donc je ne vois pas quel loi faut appliquer pour le calculer..


Cordialement

[invite03481543]

Ce sont les équations de Maxwell qui lient le champ électrique et le champ magnétique de manière indissociable.
Si j'ai bien compris la demande initiale, on parle bien d'un fil parcouru par un courant constant?
Donc je ne vois pas où est le problème dans ce cas de figure.

[invite60a8080e]

En fait je voudrais savoir le champ électrique crée par le fil dans l'espace environnant.

[Jeanpaul]

A mon avis, il n'y en a pas, au moins quand le courant se propage dans un fil.
Il en irait autrement si le courant était dû à un faisceau de particules chargées dans le vide par exemple un accélérateur ou un synchrotron.
Peut-être aussi si l'on fait des corrections relativistes sur le champ électrique généré par les électrons mais dans un fil ils vont si lentement...

[invite60a8080e]

Ce sont les équations de Maxwell qui lient le champ électrique et le champ magnétique de manière indissociable.
Si j'ai bien compris la demande initiale, on parle bien d'un fil parcouru par un courant constant?
Donc je ne vois pas où est le problème dans ce cas de figure.

Dans le cas d'un courant constant dans le fil, on a B = Cte d'où rot E=-dB/dt =0: ce qui entraine que le champ E est décorellé du champ magnétique.

[invite60a8080e]

Je ne comprend pas bien;

Le champ electrique serait crée par quoi ?

Le courant ans le fil ? Si le conducteur est parfait E = 0 dans le conducteur

Je ne vois pas bien ce qui creé ou définit ce champ, et donc je ne vois pas quel loi faut appliquer pour le calculer..


Cordialement

Je parle du champ électrique créé par les charges qui circulent dans le fil (la relation E=0 ne s'applique pas car le conducteur n'est pas en équilibre electrostatique).

[b@z66]

Tout cela est d'une simplicité enfantine: le champ électrique créé par un fil parcouru par un courant constant i est non nul tout simplement parce qu'il s'identifie au champ électrique qui annule le champ électrique dans les portions conductrices du circuit.

Quand on a une pile électrique, il existe par définition un champ électrique entre ses bornes par effet capacitif. Si on branche maintenant un circuit entre ses bornes, il s'ajoute maintenant un autre champ électrique qui apparait tout simplement par réaction pour annuler le champ électrique total dans les portions du circuit où la résistivité est nulle: ce nouveau champ est du à une nouvelle distribution particulière des charges qui s'imposent d'elle-même et qui font que certaines parties du circuit sont "polarisées". D'ailleurs cela n'a rien d'étonnant: pour que en présence d'un circuit il se maintienne une différence de potentiels entre les bornes de la pile, il faut que les densités de charge sur ces deux bornes ne soient pas les mêmes or les deux bornes sont reliées par le circuit, cela veut donc dire que l'on observe une variation continue le long du circuit de la densité de charge en passant d'une borne à l'autre.

Mais bon, en général, on ne prend jamais en compte ces effets qui sont finalement faibles et on se contente des simples lois basiques de Kirchoff mais on peut toutefois affiner en prenant mieux en compte ces considérations à travers les notions de capacités parasites par exemple. Enfin, tout ceci n'est à prendre en compte que parce que l'on a affaire en réalité à des circuits. Dans le cas théorique et impossible d'un fil droit et infini, il ne doit pas apparaitre de nouveau champ électrique tout simplement car la variation de densité de charge le long du fil est impossible à déterminer et on la considère donc nulle partout.

[Jeanpaul]

Tout cela est d'une simplicité enfantine: le champ électrique créé par un fil parcouru par un courant constant i est non nul tout simplement parce qu'il s'identifie au champ électrique qui annule le champ électrique dans les portions conductrices du circuit.

J'ai tendance à me méfier des choses enfantines. Le champ électrique n'est nul dans un conducteur que si on est en électroSTATIQUE, ce qui n'est plus vrai dès lors qu'il existe un courant électrique où la densité de courant sigma est proportionnelle au champ électrique E via la conductance.

[b@z66]

J'ai tendance à me méfier des choses enfantines. Le champ électrique n'est nul dans un conducteur que si on est en électroSTATIQUE, ce qui n'est plus vrai dès lors qu'il existe un courant électrique où la densité de courant sigma est proportionnelle au champ électrique E via la conductance.

Je ne vois pas trop le rapport entre l'électrostatique (que j'ai pris en compte en citant un courant continu même si dans une pile, le "réservoir" de charge finit de toutes manières par se vider au cours du temps) et la définition de la conductivité. Dans le cas des portions du circuit où la résistivité n'est pas non nulle, le champ électrique n'est pas compensé entièrement par le phénomène que j'ai cité précédemment mais aussi par la "force de frottement"(attention à la dimension) qui justement règne dans ces milieux. Cela découle tout simplement, de même que l'annulation du champ électrique dans les parties parfaitement conductrices, de l'équilibre dynamique quasi-parfait qui s'établit sur les électrons(à reconsidérer si on travaille avec des fréquences supérieures à la dizaine de GHz). Cela traduit donc que l'on considère généralement la somme des forces agissant sur les électrons comme quasi-nulle et que cela explique que la masse des électrons n'apparait jamais dans des calculs d'électronique !!!!!!!

[invite03481543]

En fait je voudrais savoir le champ électrique crée par le fil dans l'espace environnant.

Je pense que ta question manque de précision.
"dans l'espace environnant" tu y situes quoi exactement, une charge, un champ extérieur...

Un champ électrique est crée soit par des charges statiques soit par un champ électromagnétique variable (rot E = - dB/dt).

Avec un courant constant le champ magnétique l'est aussi, il n'y a donc aucun champ électrique.