Je ne comprend pas un truc, quelqu'un pourrai t'il m'aider?

[Floris]

Bonjour, mon problem peut paraitre assez simple car il s'agit de phénomène de base mais dans ce dernier il y a quelque chose qui bloque dans ma reflexion. J'aimerai une réponce très explicite, ce serai très sympa. Voila il s'agit tout simplement de l'effet d'un champs magnétique sur un fil. Comment on peut faire simplement l'expérience, si l'on aproche un aiment prés d'un bobine de fil on observe un couran. Mais comment expliquer cela. Voila ce qui me bloque, je sait que dans un aiment on peut considérer que les électron sont tous en mouvements dans le même sens. Les électron dans le fil peuvent étre consdérer immobile. Bien sur si je me place sur un des électron situer dans l'aiment je perçois ceux du fil en mouvement relatif. Mais voila, on peut toujours dire qu'un force de répulsion ou d'attraction s'exerce entre les électron du fil et de l'aiment, mais celle si on est bien daccord qu'elle se fait de manière perpandiculaire à la trajectoire des particules chargé. mais alors j'ai du mal à comprendre comment un couran peut se créé puisque la force est perpandiculaire à au fil???? Si quelque qu'un peut me donner une aide claire je vous en remerci.
Bien amicalement
Floris
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[mtheory]

Bonjour, mon problem peut paraitre assez simple car il s'agit de phénomène de base mais dans ce dernier il y a quelque chose qui bloque dans ma reflexion. J'aimerai une réponce très explicite, ce serai très sympa. Voila il s'agit tout simplement de l'effet d'un champs magnétique sur un fil. Comment on peut faire simplement l'expérience, si l'on aproche un aiment prés d'un bobine de fil on observe un couran. Mais comment expliquer cela. Voila ce qui me bloque, je sait que dans un aiment on peut considérer que les électron sont tous en mouvements dans le même sens. Les électron dans le fil peuvent étre consdérer immobile. Bien sur si je me place sur un des électron situer dans l'aiment je perçois ceux du fil en mouvement relatif. Mais voila, on peut toujours dire qu'un force de répulsion ou d'attraction s'exerce entre les électron du fil et de l'aiment, mais celle si on est bien daccord qu'elle se fait de manière perpandiculaire à la trajectoire des particules chargé. mais alors j'ai du mal à comprendre comment un couran peut se créé puisque la force est perpandiculaire à au fil???? Si quelque qu'un peut me donner une aide claire je vous en remerci.
Bien amicalement
Floris

loi d'induction de faraday.

[deep_turtle]

Pour étoffer un peu la réponse précédente, ce qui met les électrons du fil en mouvement, ce n'est par le présence de l'aimant, c'est son mouvement. Ca crée un champ magnétique variable et les lois de l'électromagnétisme te disent qu'alors ça induit un champ électrique. C'est lui qui met les électrons en mouvement et est responsable du courant dans le fil.

[spi100]

De façon encore plus simple. Si la valeur du champ magnétique est changée en un point, alors un champ électrique se crée en ce point.
L'effet du champ électrique s'oppose à la cause de la variation de B.

je sait que dans un aiment on peut considérer que les électron sont tous en mouvements dans le même sens

Non, dans un aimant permanent, les électrons ne sont pas en mouvement. Dans ce cas, la cause du magnétisme est liée au spin non nul des molécules qui constituent l'aimant. En fait en des termes simples, chaque molécule de l'aimant se comporte comme un petit aimant.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Floris]

Oki je suis bien conscient que pour créé un couran il faut un champs variable, cert. l'à n'est pas le problem pour moi. Tout se passe comme si l'aiment perturbait l'état du conducteur et qu'un champs variable fait osciler cette état normal à l'état perturber. là je comprend ce qui bien évidement fait qu'un aiment fixe prés d'une bobine fait qu'il n'y a pas de couran continu sinon d'ailleur se serai le paradis lol. Jusqua là tout vas bien, mais ces apret que sa se corse. En effet comme me la dit spi100 dans l'aiment les molécules sont toutes polarisée et les nuages d'électron tourne tous dans le même sens. non? Mais de magnière intime j'aimerais savoir commen agit ce champs sur les composants du conducteurs. On voi que selon la polarisation de l'aiment, les électrons migres dans un autre région du conducteurs. Alors justement si j'avait juste des électrons il faudrait que chaqu'un d'eux soit en mouvement pour percevoir la force magnétique, mais dans le fil je ne peut pas dire cela ce qui on est daccord n'est pas du tout le cas. j'aispaire que vou comprenez ma question, je sait que je suis un peut caspied, mais je serai très hereux d'avoir cette aide.
Merci à vous.
Bien amicalement
Floris

[deep_turtle]

En effet comme me la dit spi100 dans l'aiment les molécules sont toutes polarisée et les nuages d'électron tourne tous dans le même sens.

Ben non, justement il dit que ce n'est pas ça ! Ce n'est pas le mouvement des électrons qui créée le champ magnétique, c'est le spin, qui se comporte comme u naimant élémentaire (qu'on ne peut pas expliquer par le mouvement de sous-parties).

[gatsu]

une experience qui permet de bien comprendre les phenomenes d'induction (je trouve), et qui pourrait repondre à tes questions, est l'experience du "rail de laplace"...essaie de taper le nom de cette experience sur internet pour voir en quoi elle consiste...ce n'est pas que je ne veux pas te l'expliquer mais un shema serait le bien venu et je pense que tu en trouveras un facilement sur internet,le but n'etant pas que je t'embrouille avec des explications sans shema.

[spi100]

mais alors j'ai du mal à comprendre comment un couran peut se créé puisque la force est perpandiculaire à au fil???? Si quelque qu'un peut me donner une aide claire je vous en remerci.
Bien amicalement
Floris

Est - ce que ton problème est de savoir pourquoi la force exercée est perpendiculaire à la direction du champ magnétique appliqué ?

La force de Lorentz, F = q v ^ B, indique effectivement que F est perpendiculaire à la direction suivie par les electrons et à son champ magnétique.

[gatsu]

en partant de ce qu'a ecrit spi100 Floris tu peux remarquer que v^B a la dimension d'un champ electrique, c'est ce qu'on appelle le champ electromoteur...l'experience dont je te fais part plus haut permet de comprendre les phenomenes d'induction (liés à des champ ne variant pas dans le temps donc stationnaires) en utilisant ce champ electromoteur.

[invitea3fc981a]

Floris, si ta question porte sur les observations dans les deux référentiels relatifs (observateur lié au fil / lié à la particule chargée en mouvement), voici un post que j'avais écrit pour toi sur la relativité il y a quelque temps :

http://forums.futura-sciences.com/sh...57&postcount=3

[iriaax]

Réponse imagée :
Il s'agit d'une histoire de conservation d'énergie. Prenons le cas d'une chute d'eau qui fait tourner un alternateur. L'énergie libérée par la chute sera transmise au réseau pour alimenter nos braves(?) PC. Que se passe-t'il dans l'alternateur ? Un champ magnétique variable grace à à la rotation, va être empêché d'évoluer dans le temps par le champ contraire se formant dans le circuit induit grace à nos petits PC qui referment ce circuit. Ceci grace à la propriété du champ électromagnétique ou tension et champ sont à 90° l'un de l'autre. Si on arrête de consommer, l'alternateur va tenter de produire quand même et accumule les charges à ses bornes (électrons d'un côté et manque d'électrons de l'autre) . Résultat : arc électrique, flash, emballement et destruction à la James Bond.
Un alternateur entièrement en bois ne pourrait évacuer aucune énergie et serait immédiatement détruit par la chute d'eau.
Mes enfants adorent ce genre d'explications, ils ont alors l'impression de comprendre la physique et le monde.

[Floris]

Merci sincerement as vous tous pour ces comentaires, merci également à Konrad pour son topique extremement enrichissant sur la question, sa ma servi beaucoup.
Bon alors au risque de paraitre idiot ou même bouché, il y a tout de même quelque chose qui me bloque.

1- Dans un aiment, comment le champs magnétique est t'il générer ? Il doit bien étre question de mouvement non, je sait bien que toutes les molécules sont polariser mais si elle ont un moment magnétique ces bien grace au lois de mouvement non?

2- Maisntenant je sait ce qui me bloque vraiment, comme je l'ai bien dit on est daccord que la force exercer est perpandiculaire au champs magnétique B. Si F est perpandiculaire, les électrons situer dans le fil ne peuvent que étre atirer ou repousser de magnière perpandiculaire au fil, ce qui (on est bien daccord) que si je met de la tension de le fil, celui ci subirat une force perpandiculaire à sa longueurs. Jusque à la daccord sans problem.

Mais si le fil est neutre sans tension, on voit tout de même que si je fait varier le flux magnétique, le fil tant à résister en fesant migrer ses électrons à l'intérieurs. Mais voila, ma question est la suivante. On sait que F et perpandiculaire à B, et à la longueurs du fil donc comment les électrons peuvent t'ils migrer d'une borne du fil?
j'ai fait un petit schémat pour prévoir au cas ou mes propos ne sont pas claires.

Merci pour votre bonne volonté, et j'aispaire ne pas vous agasser avec mes stupides questions.
Merci encore.

[spi100]

1- Dans un aiment, comment le champs magnétique est t'il générer ? Il doit bien étre question de mouvement non, je sait bien que toutes les molécules sont polariser mais si elle ont un moment magnétique ces bien grace au lois de mouvement non?

Justement il te manque la notion de spin pour comprendre. C'est un moment magnétique intrinsèque à l'électron. Il n'est pas du au mouvement, mais est un degré de liberté en plus de l'espace et du temps. Il a tout d'abord était découvert expérimentalement par Stern et Gerlach, puis Dirac a montré que ce degré de liberté était nécessaire pour permettre à une équation d'onde quantique, de vérifier le principe de relativité. Il n'y a pas moyen de l'introduire de façon intuitive. Pour le moment tu dois te contenter d'admettre qu'il existe comme une propriété de l'electron, au même titre que sa position.

Mais si le fil est neutre sans tension, on voit tout de même que si je fait varier le flux magnétique, le fil tant à résister en fesant migrer ses électrons à l'intérieurs. Mais voila, ma question est la suivante. On sait que F et perpandiculaire à B, et à la longueurs du fil donc comment les électrons peuvent t'ils migrer d'une borne du fil?
j'ai fait un petit schémat pour prévoir au cas ou mes propos ne sont pas claires.

Si F et B sont perpendiculaires au fil, il est tout à fait normal d'avoir v le long du fil. Est - ce bien ça qui te gêne ?

[Floris]

Oui pour le spin ces bien ca, si je comprend bien, c'est une propriété intrinsec à l'électron. Esque pour un positron le spin est inverser, comment sa se passe?

Tu ma dit F et B sont perpandiculaire il est tout à fait normal d'avoir v le long du fil. Est - ce bien ça qui te gêne ? hé bien je ne sait pas si je m'exprime bien mais si F est perpandiculaire à la longueurs du fil, comment peut il y avoir une migration d'électron qui elle se fait le long du fil. Don en fait la migration doit étre du à la résistivitée du matériaux non? Pour le vide c'est Epsilon0 et pout du cuivre par exemple. Esque ces sa?
Amicalement
Floris

[gatsu]

experience de pensée:

imagine une barre infinie chargée de charge Q=nq (tu peux la representer par un trait vertical sur une feuille) .Cette barre est plongée dans un champ magnetique B orienté perpendiculairement à la barre dans la direction du lecteur qui regarderait le shema.
A present on fait bouger la barre avec une vitesse v le long de la feuille sur laquelle on l'a representée.(v est perpendiculaire à la barre et au champ magnetique mais appartient au plan de la feuille)
Les charges qui se trouvent sur la barre sont alors soumises à la force de lorentz F=qv^B, elles se deplacent donc le long de la barre conductrice, un courant a été crée ...c'est l'induction.
En pratique on a pas de barre infini donc on prend des circuits fermés en forme de rectangle et on fait bouger l'un des cotés du rectangle pour créer un courant dans le circuit (comme avec la barre infinie).
J'espere que cet exemple pourra t'aider sinon continue de poser des questions et bon courage.

[spi100]

Pour le spin du positron il a bien la même valeur que celui de l'electron, c'est la charge qui est de signe opposée. Mais ils sont tous les deux décrits par la même équation de Dirac.

Don en fait la migration doit étre du à la résistivitée du matériaux non? Pour le vide c'est Epsilon0 et pout du cuivre par exemple. Esque ces sa?
Amicalement
Floris

Bon, j'ai l'impression que tu voudrais que le mouvement des électrons se fasse dans la même direction que F, est - ce bien ça ?

En général, il n'y a aucune raison pour le mouvement d'un mobile soit colinéaire à la force, c'est souvent le cas mais il n'y a pas de contrainte théorique. La force de Lorentz en est un exemple, car effectivement le mouvement de l'electron tend à se faire perpendiculairement à la force qui lui est appliquée, et non dans le sens de F.

Pour répondre à ta question sur la résistivité, c'est justement une propriété du matériaux qui caractérise sa capacité à s'opposer au mouvement des electrons. On peut montrer que cette résistivité est directement reliée à la probabilité qu'un e a de subir une collision, c'est à dire d'être dévié de son mouvement rectiligne, ou encore en d'autres termes, d'être ralenti dans sa progression.

[gatsu]

desolé spi100 mais en ce qui concerne la naissance d'un courant par induction magnetique (dans la cas d'un champ stationnaire) le mouvement des charges dans le fil est colineaire à la force de lorentz qui a fait naitre ce mouvement.(du moins d'apres ce que j'en sais )La vitesse v à utiliser n'etant pas la vitesse des charges à proprement parler mais la vitesse de deplacement du circuit (et par consequent des charges) dans le champ magnetique.

[spi100]

desolé spi100 mais en ce qui concerne la naissance d'un courant par induction magnetique (dans la cas d'un champ stationnaire) le mouvement des charges dans le fil est colineaire à la force de lorentz qui a fait naitre ce mouvement.(du moins d'apres ce que j'en sais )La vitesse v à utiliser n'etant pas la vitesse des charges à proprement parler mais la vitesse de deplacement du circuit (et par consequent des charges) dans le champ magnetique.

Le v qui apparait dans la force de lorentz est bien la vitesse de la charge, tu le dis toi même ;"la vitesse de deplacement du circuit (et par consequent des charges)".
Et heureusement que la force n'est pas colinéaire à la vitesse, car ce serait alors très difficile d'expliquer qu'une particule chargée décrit un cercle ou une hélicoidale dans un champ magnétique. Si ce n'était pas le cas tu pourrais dire adieu aux spectromètres de masse,et aux cyclotrons.

[gatsu]

je faisais allusion à cette remarque qui peut etre mal interpretée:

Bon, j'ai l'impression que tu voudrais que le mouvement des électrons se fasse dans la même direction que F, est - ce bien ça ?

En général, il n'y a aucune raison pour le mouvement d'un mobile soit colinéaire à la force, c'est souvent le cas mais il n'y a pas de contrainte théorique.

floris n'arrive pas à comprendre à juste titre comment un courant peut naitre d'une force qui lui est toujours perpendiculaire, je lui ai juste precisé que ce n'etait pas le cas , notamment quand on se place dans le referentiel du circuit à t=t (le circuit a une vitesse d'entrainement ve dans le referentiel absolu en mecanique classique (bien que la force de lorentz soit un resultat de mecanqiue relativiste))et la vitesse relative des charges dans le circuit est nulle. A t=t+dt , les charges ont une vitesse relative non nulle par rapport au circuit et cette vitesse est colineaire à la force de lorentz qui existait au temps t.C'est l'induction.Je ne fais pas allusion du tout à ce qu'il se passe apres t+dt il me semble que ce n'est pas le but pour l'instant.

ps:j'avais bien precisé "le mouvement des charges dans le fil est colineaire à la force de lorentz QUI A FAIT NAITRE CE MOUVEMENT"

[Floris]

Voila je pense que vous comprenez maintenant ma question. Alors soyons claire, on est aussi daccord que si j'inverse la polarisation du champs, on observe que les électrons situer dans le fil migrent autrement donc le sens de migration est aussi régit par la polarisation.

Le mouvement d'un électron est toujour selon la direction de F on est bien daccord non? on pourait toujoirs immaginer qu'un e- puisse prendre un mouvement perpandiculaire à F comme une bille sur une pante dont la force gravitationel et perpandiculaire au mouvement de la bille, mais ce n'est pas du tout raisonable comme raisonement.

donc j'aimerai savoir ce qui se passe au niveau macroscopique pour observer une migration perpandiculaire à F. J'aispaire que vous en avez pas trop mar de moi et je vous remerci de votre bonne volonté.
Amicalement
Floris

[gatsu]

Alors soyons claire, on est aussi daccord que si j'inverse la polarisation du champs, on observe que les électrons situer dans le fil migrent autrement donc le sens de migration est aussi régit par la polarisation.

si tu inverses le champ magnetique alors forcement la force de lorentz sera inversée car F=qv^B (mais est ce que tu connais le produit vectoriel?) et donc les electrons (imobiles au depart dans le referentiel du circuit) partiront dans le sens opposé dans le circuit.

Le mouvement d'un électron est toujour selon la direction de F on est bien daccord non?

Il faut que tu comprennes que la force de lorentz à un instant t est toujours perpendiculaire à la vitesse au meme instant t car:
F(t)=qv(t)^B car B peut etre supposé stationnaire pour l'instant.
c'est juste que en utilisant le principe fondamental de la dynamique:
(en se plaçant dans le cadre de la mecanique classique)
on obtient que la variation infinitesimale de vitesse et par consequent de trajectoire est colineaire à la force de lorentz.Lorsque les charges sont immobiles dans le circuit à l'instant t , une force de lorentz F(t) agit sur elles et il se trouve que la variation infinitesimale (juste pour la naissance du courant) correspond à l'acquisition d'une vitesse non nulle pour les charges dans le referentiel du circuit à l'instant t+dt tres proche de t.
Mais ensuite, les charges ayant une nouvelle vitesse, une autre force de lorentz F(t+dt) perpendiculaire à v(t+dt) va s'appliquer au charges et ainsi de suite..(je ne sais pas si j'arrive bien à m'exprimer)

[Floris]

Merci Gatsu pour ces comentaires. Bon j'ai pas tout comprit concenrnant l'équation possèdant me semble t'il diférentiel. Mais en fait j'aimerai comprendre comment au niveau marcoscopique, la polarisation du champ peu t'il régir le sens de migration des électrons.
Meric beaucoup.
Bien amicalement
Floris