Etablissement du courant Induit dans un système aimant bobine

[pi-r2]

Bonjour,

Il y a un problème dont je n'arrive pas à voir la faille depuis que j'ai lu le livre de Geneste.
Si on considère le genre de dispositif des cas simples de l'induction décrits ici: (aimant permanent cylindrique dans l'axe d'une bobine)

http://www.marmet.org/louis/induction_faraday/
(Exemple 1, dynamo linéaire: figure 1)

Lorsque l'on déplace la bobine à vitesse constante (référentiel galiléen), le flux magnétique varie instantanément et le courant induit s'établit immédiatement.
Si on déplace le cylindre, l'information de la modification du champ magnétique ne peut pas parvenir à la bobine avant un temps correspondant à la limite relativiste de c.
Il y aurait donc un moyen de déterminer entre deux référentiels galiléens (après un temps d'accélération initial) lequel est en mouvement par rapport à l'autre (ce qui est contraire au principe de relativité) en mesurant cet écart de temps d'établissement du courant.

- où est la faille ?
- y a t il des expérience sur ce sujet ?
- que donnent d'éventuels résultats expérimentaux de mesures très précises (l'écart de temps si il existe, est très faible, évidemment)

Au cas oùcela aurait déjà été discuté, merci de me pointer sur la discussion que je n'ai pas trouvée en dépit d'une recherche approfondie
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[kalish]

Justement l'information de la modification du champ, c'est une radiation électromagnétique, et tant que votre bobine n'accélère pas, il n'y a pas d'onde, pas de radiation. Le champ possède lui aussi une sorte d'inertie et à vitesse constante, il se déplace avec la source. Si vous changer de repère, ce que vou allez observé c'est une légère modification du champ (pour faire simple une contraction des lignes de champs selon selon la direction orthogonale au déplacement dans le nouveau repère), ainsi que les effets relativistes couramment discutés comme les contraction des longueurs etc.

Pour vous faire une idée avec une charge (mais ça marche pareil avec un champ magnétique)

http://www.cco.caltech.edu/~phys1/ja...ingCharge.html

Mais je ne vois pas exactement ce qui contredit le principe de relativité dans ce que vous décrivez.

[LPFR]

Bonjour.
L'exemple 1 du lien donné est mauvais. Ce qui induit le courant n'est pas la force de Lorentz (même si elle peut y participer) mais le changement de flux (Faraday, comme dit dans le texte) entourée par la bobine.

Le flux magnétique ne varie pas instantanément. Quand on déplace l'aimant, une nouvelle distribution du champ apparait. Mais elle apparait d'abord près de l'aimant puis de plus en plus loin en se déplaçant à la vitesse 'c'. Et entre les deux zones il y a une zone de transition dans laquelle il y a, en plus, du champ électrique crée par la variation du champ magnétique. C'est une onde électromagnétique.

Il faut faire attention de ne pas utiliser des exemples faits pour illustrer des phénomènes avec des vitesses lentes et variations de champ lentes, pour expliquer des variations rapides. Vous n'êtes plus dans la magnétostatique où en régime quasi-stationnaire, mais carrément dans l'électromagnétisme.
Au revoir.

[kalish]

l'induction et la force de lorentz sont deux facettes du même phénomène mais dans des repères différents. La fem n'est rien d'autre qu'un champ électrique créé par une variation du champ B dans un certain référentiel. Si vous changez de référentiel une partie de cette force induite se retrouve sous la forme de la force de lorentz, par exemple si vous vous déplacez avec l'aimant, le champ magnétique ne varie pas quelque soit le point de l'espace, le courant vient donc alors uniquement de la force de lorentz.
Les radiations n’apparaîtront qu'avec une accélération quelque soit la vitesse. Le champ se déplace avec la source même si il est devant, la radiation vient justement donner l'information du changement de vitesse au champ.

[A voir en vidéo sur Futura]

[pi-r2]

Bonjour
et merci pour les réponses

Le flux magnétique ne varie pas instantanément. Quand on déplace l'aimant, une nouvelle distribution du champ apparait. Mais elle apparait d'abord près de l'aimant puis de plus en plus loin en se déplaçant à la vitesse 'c'. Et entre les deux zones il y a une zone de transition dans laquelle il y a, en plus, du champ électrique crée par la variation du champ magnétique. C'est une onde électromagnétique.

Oui, c'est bien là le problème LPFR. Quand on déplace l'aimant le flux ne varie pas instantanément. Mais quand on déplace la bobine ???
Le champ magnétique de l'aimant n'est pas constant, donc un déplacement de la bobine génère une variation de flux.
Où me plantai-je ?

[kalish]

MAIS SI il varie instantanément vous regardez les liens qu'on vous donne? regardez dans le lien donné pour la charge ponctuelle et faites une simulation. Le champ magnétique varie bien instantanément, si tant est qu'on veuille attacher une définition à l'objet "champ", la forme que vous voyez avec les petites lignes se déplace avec l'aimant tant que celui ci n'accélère pas.

d'ailleurs vous pouvez voir ça de plusieurs façons différentes, selon la jauge que vous choisissez.
Soit le champ est entièrement déterminé par les distributions de sources au temps retardé (jauge de lorenz), soit dans une autre jauge (coulomb par exemple), le champ est entièrement déterminé par la distribution de sources, et de champ magnétique INSTANTANEE.

[pi-r2]

MAIS SI il varie instantanément

Donc plus vite que c ? Peux tu être plus précis, dans quel cas le champ varie instantanément ? Quand on déplace l'aimant ?
pour préciser les choses, on peut rester à des vitesses non relativistes

[kalish]

Je peux être plus précis mais il faut que tu fasses la simulation dans le lien que je t'ai donné. c'est identique à une vitesse de phase si tu veux, relis bien car j'ai parlé une centaine de fois de l'accélération. Il faut différencier accélération et vitesse.
*Dans la jauge de lorenz On décrit le champ comme dépendant des sources aux temps retardés. Dans ce cadre là, on peut interpréter le champ en chaque point de l'espace comme une information qui se déplace à c.
*Dans la jauge de Coulomb on obtient exactement le même champ pour les mêmes situations, sauf que nos sources sont les charges instantanées ET les champs magnétiques instantanés, ce que nous n'avions pas dans la jauge de lorenz. (on peut imaginer que c'est de la transitivité je pense, le champ magnétique instantané possédant l'information des sources de courant retardés)

Dans le cas que tu décris, tu t'intéresses finalement à l'ensemble du champ, cette forme qui fait des lignes. Et bien à vitesse CONSTANTE, ces lignes se déplacent en même temps que l'aimant. Cette forme, dans l'interprétation des champs retardés n'est que le résultats des distributions de sources au temps retardés, mais ça ressemble à un objet qui se déplace de concerta avec l'aimant, cette forme n'a pas de réalité, le champ est définit localement. C'est seulement si l'aimant change de vitesse qu'un champ radiatif va apparaitre, or on ne se situe alors plus dans une équivalence de repère inertiels.

Est-ce plus clair?

[LPFR]

Bonjour
et merci pour les réponses


Oui, c'est bien là le problème LPFR. Quand on déplace l'aimant le flux ne varie pas instantanément. Mais quand on déplace la bobine ???
Le champ magnétique de l'aimant n'est pas constant, donc un déplacement de la bobine génère une variation de flux.
Où me plantai-je ?

Re.
Oui. Au niveau de la bobine il varie "instantanément" (comme votre altitude quand vous montez un escalier).Car c'est le changement de position de la bobine, vers un endroit avec un champ différent qui donne ce changement.
A+

[pi-r2]

Je peux être plus précis mais il faut que tu fasses la simulation dans le lien que je t'ai donné.

J'ai joué avec mais ça ne résout pas le problème.

c'est identique à une vitesse de phase si tu veux, relis bien car j'ai parlé une centaine de fois de l'accélération. Il faut différencier accélération et vitesse.

Bien, alors on se place dans un cas où il n'y a pas d'accélération.

Dans le cas que tu décris, tu t'intéresses finalement à l'ensemble du champ, cette forme qui fait des lignes. Et bien à vitesse CONSTANTE, ces lignes se déplacent en même temps que l'aimant. Cette forme, dans l'interprétation des champs retardés n'est que le résultats des distributions de sources au temps retardés, mais ça ressemble à un objet qui se déplace de concerta avec l'aimant, cette forme n'a pas de réalité, le champ est définit localement. C'est seulement si l'aimant change de vitesse qu'un champ radiatif va apparaitre, or on ne se situe alors plus dans une équivalence de repère inertiels.

Est-ce plus clair?

Oui, tu as mis le doigt sur le problème qui me chiffonne, cette forme sans réalité. ça revient à avoir un effet à distance de l'objet aimant, instantanément. Mais ce que tu dis (si j'ai bien compris), c'est qu'à vitesse constante, cet effet ne varie pas. C'est analogue à la vitesse de déplacement de la tache projetée par un laser tournant sur un mur circulaire; cette tache peut se déplcer plus vite que c, mais n'a pas de réalité physique (elle ne transporte pas d'information).
J'ai quand même du mal à visualiser que le changement de référentiel (à vitesse constante) donne bien dans les deux cas une variation instantanée de le fem dans la bobine.

[pi-r2]

Re.
Oui. Au niveau de la bobine il varie "instantanément" (comme votre altitude quand vous montez un escalier).Car c'est le changement de position de la bobine, vers un endroit avec un champ différent qui donne ce changement.
A+

Et si je puis abuser, en quoi cette différence de comportement entre ce qui se passe quand l'aimant se déplace et quand la bobine se déplace ne peut pas être mise à profit pour établir de manière absolue qui est en mouvement ? (c'est à ce point là que je bloque).

[kalish]

dans le référentiel où la boucle bouge et l'aimant reste fixe, la seule force qui apparaît est bien la force de Lorentz, mais c'est ta boucle qui se déplace, donc tu dois évaluer le champ en chaque point, à ma connaissance la surface sur laquelle on intègre une variation du flux est une surface fixe.
Dans un autre référentiel, par exemple boucle fixe et aimant qui bouge, il faut savoir que les champ électrique et magnétique subissent des transformations. un champ électrique va apparaitre qui dépend du champ magnétique dans le premier référentiel. Ce champ électrique EST la fem, rien de plus rien de moins.

http://fr.wikipedia.org/wiki/Transfo...agn.C3.A9tique

J'ai joué avec mais ça ne résout pas le problème.

Ca permet pourtant de montrer ce que j'ai essayé d'expliquer après et que tu as compris. Tu fais linear go et tu fais varier la vitesse. Tu vois que les lignes de champs se courbent uniquement quand la vitesse varie. Une fois la vitesse constante, seule la perturbation se propage et derrière nait un champ qui semble se déplacer avec la source dont les lignes pointent vers la source.
Pour le reste oui c'est à peu près ça, l'histoire du laser ça me parait bien...

[LPFR]

Et si je puis abuser, en quoi cette différence de comportement entre ce qui se passe quand l'aimant se déplace et quand la bobine se déplace ne peut pas être mise à profit pour établir de manière absolue qui est en mouvement ? (c'est à ce point là que je bloque).

Re.
Non. Si le mouvement est accéléré il y a des forces et/ou des ondes EM qui apparaitront.
Si le mouvement est uniforme, on ne peut pas savoir lequel des deux bouge. Uniquement que la distance entre eux varie.
A+