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Explication de l'ovalité du champ magnétique ?




  1. #1
    Tom'

    Explication de l'ovalité du champ magnétique ?

    Bonjour je voudrais savoir pourquoi le champ magnétique sort des pôles (exemple le pôle sud pour la Terre) et fait une sorte de boucle ovale en rejoignant le pôle Nord. D'où provient cette forme ?

    Merci pour vos réponses.

    -----


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  3. #2
    Annomnim

    Re : Explication de l'ovalité du champ magnétique ?

    Et bien il me semble que cela vient de la spintronique de l'électron.

    En fait il ne peut y avoir un seul pôle, un alignement a toujours une extrémité de signe différent!

  4. #3
    LPFR

    Re : Explication de l'ovalité du champ magnétique ?

    Citation Envoyé par Tom' Voir le message
    Bonjour je voudrais savoir pourquoi le champ magnétique sort des pôles (exemple le pôle sud pour la Terre) et fait une sorte de boucle ovale en rejoignant le pôle Nord. D'où provient cette forme ?

    Merci pour vos réponses.
    Bonjour.
    La physique n'explique pas le pourquoi des choses.

    Mais dans ce cas c'est la forme de champ qui minimise l'énergie totale dans l'espace due au champ magnétique.
    La densité d'énergie par volume est de la forme ½ B²/µ.
    Si vous "resserrez" le champ magnétique, le volume avec champ fort diminue mais le champ augmente, et vice-versa, si vous diminuez la valeur du champ, le volume augmente. Il y a un optimum entre les deux.
    Pour un flux magnétique donné (par le courant qui circule dans le noyau terrestre) c'est cette forme de champ, appelée "dipolaire" qui minimise l'énergie totale.
    Au revoir.


  5. #4
    Annomnim

    Re : Explication de l'ovalité du champ magnétique ?

    C'est aussi une question de photons virtuels, ils ne sont pas détectables mais...

  6. #5
    Tom'

    Re : Explication de l'ovalité du champ magnétique ?

    LPFR je ne comprends pas vraiment vos explications, cette énergie totale provient d'où ? Je voudrais me baser sur le champ magnétique de notre Terre, qui on sais, est généré par le mouvement de notre nove (nickel, fer) ok mais cette forme dipolaire. Je sais pas si votre explication colle à ma question (ou alors j'ai pas vraiment compris )

    Merci de vos réponses !

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    Annomnim

    Re : Explication de l'ovalité du champ magnétique ?

    Et bien en clair, il n'y a aucune explication réel et définitive de la provenance de toute cette énergie!

  9. #7
    LPFR

    Re : Explication de l'ovalité du champ magnétique ?

    Citation Envoyé par Tom' Voir le message
    LPFR je ne comprends pas vraiment vos explications, cette énergie totale provient d'où ? Je voudrais me baser sur le champ magnétique de notre Terre, qui on sais, est généré par le mouvement de notre nove (nickel, fer) ok mais cette forme dipolaire. Je sais pas si votre explication colle à ma question (ou alors j'ai pas vraiment compris )

    Merci de vos réponses !
    Re.
    Dans un volume V de l'espace ou règne un champ B il y a une énergie due au champ magnétique qui vaut ½ V B²/µ.
    A+

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  11. #8
    Annomnim

    Re : Explication de l'ovalité du champ magnétique ?

    En fait c'est B dont il faut chercher l'origine mais...

  12. #9
    LPFR

    Re : Explication de l'ovalité du champ magnétique ?

    Citation Envoyé par Annomnim Voir le message
    Et bien en clair, il n'y a aucune explication réel et définitive de la provenance de toute cette énergie!
    Citation Envoyé par Annomnim Voir le message
    Et bien il me semble que cela vient de la spintronique de l'électron.

    En fait il ne peut y avoir un seul pôle, un alignement a toujours une extrémité de signe différent!
    Citation Envoyé par Annomnim Voir le message
    C'est aussi une question de photons virtuels, ils ne sont pas détectables mais...
    Re.
    Il serait temps que vous arrêtiez de polluer les discussions avec vos mauvaises plaisanteries.
    A+

  13. #10
    Tom'

    Re : Explication de l'ovalité du champ magnétique ?

    Mais dans le cas du champ magnétique terrestre V vaut combien ?

    Le champ B on peut le nommer H comme la notation de noter champ magnétique ? pour obtenir du genre :

    Energie du champ magnétique = ½ V H²/µ

    Reste ma question sur cette forme dipolaire (infime au niveau des pôles et épais au niveau de l'équateur) .... je voudrais juste expliquer pourquoi les aurores (les vents solaires ou plasma) se propage mieux au niveau des pôles. Donc on revient au même points, expliquer cette forme ><

  14. #11
    Annomnim

    Re : Explication de l'ovalité du champ magnétique ?

    Si vous le dites!

  15. #12
    Annomnim

    Re : Explication de l'ovalité du champ magnétique ?

    Sinon je ne sais pas, peut-être faudrait-il demander à quelqu'un qui s'y connait vraiment!

  16. #13
    LPFR

    Re : Explication de l'ovalité du champ magnétique ?

    Citation Envoyé par Tom' Voir le message
    Mais dans le cas du champ magnétique terrestre V vaut combien ?

    Le champ B on peut le nommer H comme la notation de noter champ magnétique ? pour obtenir du genre :

    Energie du champ magnétique = ½ V H²/µ

    Reste ma question sur cette forme dipolaire (infime au niveau des pôles et épais au niveau de l'équateur) .... je voudrais juste expliquer pourquoi les aurores (les vents solaires ou plasma) se propage mieux au niveau des pôles. Donc on revient au même points, expliquer cette forme ><
    Re.
    B et H ne sont pas la même chose. Traditionnellement H est le "champ magnétique" et B est "l'induction magnétique". La relation entre les deux est H = µ B. Mais on a trouvé que le champ qui existe réellement n'est pas H mais B.
    Donc on peut tout faire sans parler de H et on appelle B "champ magnétique".
    Le problème est que dans beaucoup d'endroits on continue à utiliser H pour écrire les formules, car elles sont indiscutablement plus belles et symétriques avec H qu'avec B. Donc, on sacrifie la clarté à l'esthétique. Pas moi.

    Avec H l'énergie volumique est ½ µ H²

    La raison pour laquelle les aurores boréales sont boréales est un peu plus compliquée. La trajectoire des particules chargées (ici celles du vent solaire) est une hélice, mais quand le champ n'est aps uniforme, l'hélice devient plus resserrée et se dirige vers l'endroit où le champ est plus fort, c'est à dire, vers les pôles.

    Vous pouvez trouver des explications supplémentaires en cherchant dans wikipedia.
    A+

  17. #14
    Tom'

    Re : Explication de l'ovalité du champ magnétique ?

    Donc comment on pourrait justifier cette forme de dipôle ? Grâce à cette formule pour calculé le volume de notre énergie dégagé dans le champ magnétique :

    ½ V B²/µ pour faire intervenir H qui donne ½ V (µH)²/µ

    ( quel est le nom de ce signe et sa signification ? µ j'ai trouvé c'est la perméabilité magnétique du matériau (en Henry/mètre)) mais quelle est sa place dans le cas de notre champ magnétique ? Perméabilité magnétiques dse matériaux composants la Terre ?

    Vous dites l'hélice qui représente la trajectoire des particules chargées se resserre et se dirige vers l'endroit où le champ est le plus fort alors qu'au niveau du pôle il est plus faible non ?

  18. #15
    Tom'

    Re : Explication de l'ovalité du champ magnétique ?

    Excusez moi mais je ne peux plus édité mon post.

    Pour cete forme ovale il y aurai un lien avec la force de Lorentz ?

  19. #16
    JPL

    Re : Explication de l'ovalité du champ magnétique ?

    Un avertissement a été envoyé à Annomnim. Si vous constatez la récidive de messages de ce genre, veuillez avertir les modérateurs grâce à ce bouton
    Rien ne sert de penser, il faut réfléchir avant - Pierre Dac

  20. #17
    chwebij

    Re : Explication de l'ovalité du champ magnétique ?

    bonjour

    Citation Envoyé par Tom' Voir le message
    Excusez moi mais je ne peux plus édité mon post.

    Pour cete forme ovale il y aurai un lien avec la force de Lorentz ?
    non mais avec la force de Laplace mais je m'explique:

    L'origine du champ magnétique est à trouver au centre de la terre. On sait par sondage sismique que le centre de la terre est composé de nickel et de fer qui sous ces conditions sont liquides (à part au tout centre je crois, où le noyau est solide).
    Le champ magnétique n'est pas d'origine fossile, comme l'est celui d'un aimant commun.
    En fait dans les liquides métalliques, on a une interaction entre le champs de vitesse et le champ magnétique. L'étude de la génération du champ magnétique via des fluides métalliques est appelée magnétohydrodynamique (c'est un peu barbare).

    Le champ magnétique est crée via des courants induits par le mouvement du fluide ( et inversement le champ de vitesse dans le fluide est soumis à la force de Laplace (.
    En général, si l'on fixe à l'instant t=0, le champ magnétique dans un écoulement fluide, il va progressivement s'éteindre.
    Le processus qui permet de garder un champ constant est appelé "effet dynamo". Il est à l'origine du champ magnétique terrestre et se retrouve aussi en astrophysique lors de la création d'étoile (la MRI).

    Bon ceci n'explique pas pourquoi le champ magnétique terrestre ressemble à deux grosses oreilles. Si tu as des notions en électromagnétisme, tu sais que si on est dans le cas de l'ARQS, les équations sur le champ magnétique donnent:

    et

    La première explique que le champ magnétique doit forcément se refermer sur lui: il doit créer des boucles et la seconde équation donne l'origine et la forme de ces boucles.

    Dans le cas du champ magnétique terrestre, on a une partie où il est créé (le centre de la terre) et le reste de l'espace où il se propage (la magnétosphère+croute terrestre).
    Cette magnétosphère qui est constitué à la fois de l'atmosphère et d'une partie de l'espace est constitué principalement d'éléments non conducteur. Dans ce cas on a partout et dans le centre de la Terre et .

    La physique montre que les solutions des ces équations sont des multipôles. Pour faire simple, on suppose que la solution est la somme d'un dipôle avec un quadripôle plus un octopôle..etc
    Un dîpole correspond à un champ avec deux lobes (comme le champs magnétique terrestre), un quadripôle à un champ avec 4 lobes et etc...

    C'est toujours le multipôle ayant le moins de pôle qui domine. C'est à dire que si le dipôle est solution de cette équation alors la contribution du quadripôle est négligeable dans la structure du champ magnétique.
    AH NON! au moment où la petite flûte allait répondre aux cordes. Vous êtes ODIEUX!!

  21. #18
    Tom'

    Re : Explication de l'ovalité du champ magnétique ?

    représente donc le champ magnétique généré par notre noyau, enit ?


    Pour l'instant t=0 c'est par exemple t=aujourd'hui et t1=t+2000(ans) et on aura t>t1 c'est ça ?

    Je vais jetter un oeil sur ce que tu me dis car je ne suis qu'en première et le sujet m'interèsse énormement mais il a l'air assez dur.

    Je ferais un up quand j'aurais de nouvelle question (donc demain soir) et quand j'aurais plus avancé dans ma compréhension.

  22. #19
    chwebij

    Re : Explication de l'ovalité du champ magnétique ?

    je ne savais pas que tu étais en première. Dans ce cas, ce que j'ai écris est carrément incompréhensible.
    Ce n'est pas grâce à la force de Laplace que le champ magnétique terrestre est dipôlaire. Ca explique la forte interaction entre la vitesse du fluide et la génération du champ magnétique (courant induit et force de Laplace).

    Sa forme vient du fait qu'il est généré au centre de la terre où le fluide est conducteur et se propage dans un milieu non conducteur ( croute terrestre+magnétosphère). Dans ce cas la forme du champ magnétique ne peut être qu'un multipôle, c'est à dire soit un dipôle (avec deus lobes), soit un quadripôle (4 lobres)..etc
    AH NON! au moment où la petite flûte allait répondre aux cordes. Vous êtes ODIEUX!!

  23. #20
    LPFR

    Re : Explication de l'ovalité du champ magnétique ?

    Bonjour.
    Je ne sais pas si le niveau de Tom' est suffisant pour calculer le champ d'une spire de courant en utilisant Biot et Savart. On peut simplifier en ne calculant que le champ à des distances grandes comparées aux dimensions de la spire.
    Bien sûr, les courants dans le noyau terrestre ne sont pas exactement une spire, mais vus de loin ils sont semblables.
    Je pense qu'en faisant les dessins et les additions des champs élémentaires pour faire le calcul, il comprendra les raisons de la forme du champ.
    Au revoir.

  24. #21
    Tom'

    Re : Explication de l'ovalité du champ magnétique ?

    Bien une autre question, Tu dis que cette équation montre que le champ magnétique doit faire une boucle : une petite explication simple est possible ?

    Pour alors au fil du temps on aurais diminuant avec le temps ? (Pas dûr à déduire mais pour être sur )

  25. #22
    Tom'

    Re : Explication de l'ovalité du champ magnétique ?

    2eme message ( après 5minute désolé ) :

    Pour me faire un mini récap B est le champ produit. Une autre question que je me pose puisque après avoir regardé sur internet, pour le cas du champ magnétique terrestre on utiliserai plutôt la loi de Biot et savart locale ( avec r = centre du noyau ) non ?

    Pour calculer l'énerge du champ magnétique il nous faudrait ce fameux B, ainsi que la perméabilité des matériaux composants la Terre ? (Pour faire ce genre de calcul on prend la valeur pour chaque constituants différents ou on prend une sorte de constante de la perméabilité du globe terrestre ? ( genre une moyenne de toute les perméabilités des matériaux ) )

  26. #23
    LPFR

    Re : Explication de l'ovalité du champ magnétique ?

    Citation Envoyé par Tom' Voir le message
    Pour calculer l'énerge du champ magnétique il nous faudrait ce fameux B, ainsi que la perméabilité des matériaux composants la Terre ? (Pour faire ce genre de calcul on prend la valeur pour chaque constituants différents ou on prend une sorte de constante de la perméabilité du globe terrestre ? ( genre une moyenne de toute les perméabilités des matériaux ) )
    Bonjour.
    Pour ce qui est de la perméabilité des matériaux qui composent la terre, ne vous faites pas de souci: elle est presque égale à celle du vide: 4 pi E -7 H/m.
    Les seules substances qui ont de perméabilités très différentes sont des matériaux ferromagnétiques. Et, en dehors de la magnétite aucune roche n'est ferromagnétique.
    Même le fer et le nickel du noyau terrestre sont au delà de la température de Curie et ne sont pas ferromagnétiques.
    Au revoir.

  27. #24
    chwebij

    Re : Explication de l'ovalité du champ magnétique ?

    bonjour

    je pense que les outils utilisés en MHD sont bien trop compliqués pour un élève de première.
    Ce n'est pas un simple calcul de bobine pour le cas du champ terrestre. On ne sait pas encore comment le champ magnétique est vraiment généré au sein de la terre car ce sont des mouvements turbulents de fluide qui génère un champ magnétique global et stationnaire (constant). Et ca je te passe les équations (beaucoup plus compliquées qu'un simple Biot-Savart)
    Il vaut mieux que tu restes à une approche physique avec la main.

    sinon c'est pas mais , erreur de syntaxe de ma part.
    Cette formule explique que le champ magnétique doit forcément se reboucler sur lui même. On dit que le flux est conservatif, tout ce qui rentre doit ressortir!
    AH NON! au moment où la petite flûte allait répondre aux cordes. Vous êtes ODIEUX!!

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