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Ordre de grandeur - champ magnétique



  1. #1
    citron_21

    Ordre de grandeur - champ magnétique


    ------

    bonjour,
    je cherchais juste quelques ordres de grandeurs de champs magnétiques :

    - champs magnétiques utilisés au lycée (1T je crois)
    - champ magnétique créé en un proton par un électron gravitant autour (je cherche juste un ordre de grandeur pour visualiser)
    - champ magnétique le plus intense que l'on arrive à fabriquer de nos jours.

    Merci à tous d'avance

    -----
    "Lorsque deux forces sont jointes, leur efficacité est double", Isaac Newton

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  3. #2
    LPFR

    Re : Ordre de grandeur - champ magnétique

    Bonjour.
    Le champ magnétique des ferrites courantes est de l'ordre de 0,1 T
    Les aimants au niobium font autour d'un tesla.
    Avec des gros électroaimants on arrive à quelques tesla.
    Avec des bobines supraconductrices on arrive à des champs de 10 T ou un peu plus. Même dans des gros volumes comme pour l'imagerie médicale IRM.
    Par contre on arrive à des champs de quelques milliers de tesla avec des champs pulsés (de très brève durée). Le problème avec ces champs est la résistance mécanique et/ou thermique des bobines. Elles ne tiennent pas le coup. Il faut utiliser une nouvelle à chaque fois.
    Pour ce qui est du champ produit par l'électron au niveau du noyau je n'en sais rien. On pourrait le calculer avec le modèle de Bohr, si ce modèle n'était pas abandonné depuis 80 ans.
    Au revoir.

  4. #3
    citron_21

    Re : Ordre de grandeur - champ magnétique

    Merci de vos réponses.
    J'ai calculé l'ordre de grandeur du champ magnétique créé par l'électron au niveau du proton dans un atome. Et je trouve 15T.
    On me demande de comparer au champ magnétique le plus intense créé à l'heure actuelle. C'est pour cela que je disais que 15T n'est pas tant que ça par comparaison...
    Merci d'avance
    "Lorsque deux forces sont jointes, leur efficacité est double", Isaac Newton

  5. #4
    LPFR

    Re : Ordre de grandeur - champ magnétique

    Re.
    Et comment avez-vous calculé cette valeur?
    Je le trouve très gros (mais je ne connais pas sa valeur). Si on le compare aux champs utilisés précisément pour la RMN il est de la même grandeur. Surprenant!
    Attendez voir s'il n'y a pas d'autres opinions.
    A+

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    citron_21

    Re : Ordre de grandeur - champ magnétique

    c'était suite à un problème, dans lequel on considérait la trajectoire plane de gravitation de l'électron autour du proton, comme une spire circulaire traversée par un courant électrique.
    Par la suite, il est facile d'appliquer la loi de Biot et Savart par somme des champs créé pour un point d'altitude z de l'axe vertical. De cette manière, on obtient l'expression du champ créé par l'électron en un point de l'axe vertical. Pour z=0, on a donc le champ créé au proton...
    Après l'aplication numérique, je trouve donc 15T
    "Lorsque deux forces sont jointes, leur efficacité est double", Isaac Newton

  8. #6
    LPFR

    Re : Ordre de grandeur - champ magnétique

    Citation Envoyé par citron_21 Voir le message
    c'était suite à un problème, dans lequel on considérait la trajectoire plane de gravitation de l'électron autour du proton, comme une spire circulaire traversée par un courant électrique.
    Par la suite, il est facile d'appliquer la loi de Biot et Savart par somme des champs créé pour un point d'altitude z de l'axe vertical. De cette manière, on obtient l'expression du champ créé par l'électron en un point de l'axe vertical. Pour z=0, on a donc le champ créé au proton...
    Après l'aplication numérique, je trouve donc 15T
    Re.
    Je vois. C'est cela que je voulais dire par utiliser le modèle de Bohr.
    A+

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  10. #7
    jumpingpeas

    Re : Ordre de grandeur - champ magnétique

    en 2011 au HMI berlin va etre construit un aimant supraconducteur de puissance entre 25 et 30 T!

  11. #8
    Astérion

    Re : Ordre de grandeur - champ magnétique

    Bonjour,

    en 2011 au HMI berlin va etre construit un aimant supraconducteur de puissance entre 25 et 30 T!

    Pour info: Le plus haut champ magnétique (en continue) est de 45T,
    c'est un appareil hybride regroupant des bobines resistives (35 T environ) et supraconducteur (11T).

    Le record pour une bobine supra c'est de 27 T (c'est un peu moins je crois).
    Le record pour des bobines resistives c'est 35 T.

    Pour des champs pulsés tout dépend ce que l'on souhaite:
    Si on souhaite ne pas "exploser" l'appareil, le champ atteint est entre 90 et 100 T
    Si on ne se restreint pas à cette éventualité, si je ne me trompe pas:
    on monte dans l'ordre de 800T (c'est possible que je me trompe).

    Rq: le Laboratoire des champs magnétique de Grenoble (LCMI) possède plusieurs aimants dont l'un peut monter à 34T avec une puissance de l'ordre de 25 MW!

    Egalement, ce qui importe aussi, c'est l'uniformité du champ...

    Au revoir.

  12. #9
    Astérion

    Re : Ordre de grandeur - champ magnétique

    Citation Envoyé par citron_21 Voir le message
    c'était suite à un problème, dans lequel on considérait la trajectoire plane de gravitation de l'électron autour du proton, comme une spire circulaire traversée par un courant électrique.
    Par la suite, il est facile d'appliquer la loi de Biot et Savart par somme des champs créé pour un point d'altitude z de l'axe vertical. De cette manière, on obtient l'expression du champ créé par l'électron en un point de l'axe vertical. Pour z=0, on a donc le champ créé au proton...
    Après l'aplication numérique, je trouve donc 15T
    LPFR a raison c'est quand même énorme.
    Après application, je trouve 151 microT...
    Peux-tu développer ton calcul (surtout donner les ordres de grandeurs que tu utilises)? On n'avance pas sinon.

    Au revoir.

  13. #10
    mariposa

    Re : Ordre de grandeur - champ magnétique

    Citation Envoyé par citron_21 Voir le message
    c'était suite à un problème, dans lequel on considérait la trajectoire plane de gravitation de l'électron autour du proton, comme une spire circulaire traversée par un courant électrique.
    Par la suite, il est facile d'appliquer la loi de Biot et Savart par somme des champs créé pour un point d'altitude z de l'axe vertical. De cette manière, on obtient l'expression du champ créé par l'électron en un point de l'axe vertical. Pour z=0, on a donc le champ créé au proton...
    Après l'aplication numérique, je trouve donc 15T
    Bonjour,

    Tout ceci n'est pas correcte physiquement. Ce n'est pas vraiment la raison pour laquelle l'électron subit une champ magnétique.

    Un électron baigne dans le champ électrique provoquée par la charge électrique du noyau ce qui lui donne un "mouvement de rotation".

    L'électron possède un moment magnétique intrinsèque dont la valeur est donné par le magnéton de Bohr. Si on se place dans le repère de l'électron le champ électrique central (dans le repère du laboratoire) est vu comme un champ électrique + un champ magnétique (ceci est un phénomène purement relativiste).

    Ce phénonème s'appelle le couplage spin-orbite. Sa contribution énergétique prend la forme:

    E = lambda.L.S

    où dans lambda apparait le gradient du champ électrique.

    Comme l'énergie d'un moment magnétique de spin dans un champ magnétique extérieur s'écrit:

    E = -µb.H.S

    Il suffit d'écrire l'égalité:

    µb.H = lambda

    pour extraire un ordre de grandeur de H à partir des résultats expérimentaux sur un atome.

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