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Lignes de champs autour d'une ligne électrique



  1. #1
    Nico1000

    Lignes de champs autour d'une ligne électrique


    ------

    Bonjour tout le monde !
    Je viens à vous alors que mon cerveau est en train de lâcher !!
    Voilà la photo source de tout mon désarroi :

    12620710_10153845883242716_59353376_o.jpg

    Donc une ligne de courant qui semble continu (source continue de tension), je comprend très bien comment déterminer H, mais le champ E je vois vraiment pas d'où il sort ! Ou plutôt il y a là un paradoxe parce que :
    -d'une part les équations de Maxwell nous disent que comme le champ H est continu, il ne crée pas de champ E
    - d'autre part, il existe une différence de potentiel entre les 2 lignes, donc une tension qui est à relier avec un champ E

    Déjà comment réconcilier ces 2 choses ? Et comment on détermine ensuite les équipotentielles, et le champ E ?

    Je vous remercie, j'attend toute aide avec impatience !!

    -----

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  3. #2
    LPFR

    Re : Lignes de champs autour d'une ligne électrique

    Bonjour.
    Ce serait bien de savoir ce que l’on étudie. Car le titre « propagation dans l’air », prête à confusion.
    - Soit le comportement en continu.
    - Soit le comportement en tant que ligne bifilaire.
    - Soit le rayonnement de cette ligne bifilaire en tant qu’antenne.

    Le troisième aspect n’est pas très intéressant (bien que faisable).

    J’imagine que c’est la ligne bifilaire qui est le sujet.

    Dans ce cas il faut calculer (comme problème de magnétostatique et de électrostatique), l’inductance et la capacité linéiques.

    Un fois que l’on a ces valeurs, on étudie la ligne comme une succession de petites inductances en série, avec des capacités entre les lignes.

    On ne rentre pas dans les équations de Maxwell et encore moins dans le « terme manquant » ∂E/∂t.

    Le champ magnétique est créé par le courant (comme vous l’avez dit) comme si on était en continu, et de même, le champ électrique est créé par la différence de potentiel entre les deux fils, comme si on était en électrostatique.
    Au revoir.

  4. #3
    Nico1000

    Re : Lignes de champs autour d'une ligne électrique

    Je vous remercie de votre réponse
    J'ai effectivement pensé à la modélisation "succession de capa inductances" si il s'agissait d'une alimentation alternative
    Mais je crois qu'il s'agit tout simplement ici d'une ligne de transmission continue.
    Dans ce cas on considère que les lignes sont aux potentiels respectifs de la source de tension (donc il y a une différence de tension entre les 2 lignes), et alors on a des équipotentielles autour de chaque fil. Cela me semble logique, vu qu'on considère qu'entre la source et la charge, tout point est au même potentiel (aux pertes résistives près).
    Je comprend ce raisonnement, il explique même le champ électrique qu'on aurait autour d'un câble de transmission continue, du fait du gradient de potentiel entre lui et la terre par exemple.
    Mais ce raisonnement me semble opposé aux équations de Maxwell, et donc au lien entre champ électrique et champ magnétique, ce dernier étant ici constant.
    Mon raisonnement est-il bon ?
    Je vous remercie encore pour votre aide !

  5. #4
    LPFR

    Re : Lignes de champs autour d'une ligne électrique

    Re.
    Non. Cette description colle très bien avec les équations de Maxwell. Vous avez deux façons de créer du champ électrique : une avec ∂B/∂t (qui donne la loi de Faraday) et l’autre avec rot E = rhô / epsz qui donne Coulomb.
    De même que pour le champ magnétique vous avez ∂E/∂t qui donne les ondes EM et rot B = µj qui donne Ampère.
    A+

  6. #5
    Nico1000

    Re : Lignes de champs autour d'une ligne électrique

    Tout à fait d'accord avec vous, le rotationnel nul n'implique pas que le champ soit nul, mais je n'avais pas donné la formule de maxwell-gauss car je pensais que la densité de charge au sein d'une ligne de courant était considérée nulle ! ça n'est pas le cas ?

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

    Re : Lignes de champs autour d'une ligne électrique

    Re.
    Non. Les charges en surface sont indépendantes des charges mobiles qui créent le courant.
    Dans ce cas particulier, les deux fils sont à des potentiels différents. Donc, il y a un champ électrique entre les deux et il y a des charges de surface pour créer ce champ.
    A+
    Dernière modification par LPFR ; 21/01/2016 à 17h06. Motif: ortho

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  10. #7
    Nico1000

    Re : Lignes de champs autour d'une ligne électrique

    Merci beaucoup de votre réponse, d'autant plus que cela correspond exactement à ce que je viens de trouver sur un autre forum internet : je met le lin pour ceux que cela pourrait intéresser !
    https://www.physicsforums.com/thread...g-wire.431870/

    Effectivement, tout cela se tient très bien, mais ces considérations sont je trouve loin de ce qu'on nous apprend en électromagnetisme classique de classe prépa ou même d'école !! La réalité est des fois loin des cas d'école sur lesquels on nous apprend la théorie !
    Cette théorie n'est bien sure pas fausse, mais j'ai l'impression qu'on ne nous donne que peu souvent en cours les limites entre le théorie et la pratique, où s'arrêtent les cas idéaux ! Il est difficile de savoir repérer ces considérations idéales qu'on a assimilé comme des vérités absolues, et qui sont à remettre en question dans le monde réel ^^ !
    Merci encore, c'est devenu limpide !

  11. #8
    bachir1994

    Re : Lignes de champs autour d'une ligne électrique

    Bonjour à tous,
    pour moi il y'a les régimes continus et lentement variables ou les deux champs E et B sont indépendant et liés respectivement à leurs sources charges et courant, là on parle de l’électrostatique et la magnétostatique. par contre pour les régimes variables à des fréquences élevées les deux champs sont intimement lié et covariant. chacun génère l'autre d’où la notion de propagation dans le vide, ici c'est le domaine de l’électromagnétisme et la notion de courant de déplacement trouve fortement sa place.
    par contre je me pose toujours la question suivante :
    qu’en est il des champs électrique et magnétique dans le matériaux lui même, y'a t il une continuité du vide vers le matériaux ou une transition (discontinuité). j'arrive pas à intégrer cela dans ma tête et c'est toujours confus.
    Merci.
    Dernière modification par bachir1994 ; 25/01/2016 à 07h38.

  12. #9
    LPFR

    Re : Lignes de champs autour d'une ligne électrique

    Citation Envoyé par bachir1994 Voir le message
    Bonjour à tous,
    pour moi il y'a les régimes continus et lentement variables ou les deux champs E et B sont indépendant et liés respectivement à leurs sources charges et courant, là on parle de l’électrostatique et la magnétostatique. par contre pour les régimes variables à des fréquences élevées les deux champs sont intimement lié et covariant. chacun génère l'autre d’où la notion de propagation dans le vide, ici c'est le domaine de l’électromagnétisme et la notion de courant de déplacement trouve fortement sa place.
    par contre je me pose toujours la question suivante :
    qu’en est il des champs électrique et magnétique dans le matériaux lui même, y'a t il une continuité du vide vers le matériaux ou une transition (discontinuité). j'arrive pas à intégrer cela dans ma tête et c'est toujours confus.
    Merci.
    Bonjour.
    Tout dépend de l’échelle à laquelle vous regardez la frontière entre les deux milieux.
    Si votre microscope est peu grossissant, vous voyez une discontinuité entre les deux milieux et une frontière lisse.
    Si votre microscope grossit beaucoup, vous verrez que la frontière est formée par des atomes individuels et que même ces atomes n’ont pas une frontière nette.
    Donc, si vous regardez les champs à la surface, vous verrez qu’il y a une zone de transition, dont l’épaisseur est de l’ordre du diamètre des atomes. Et dans cette zone de transition, les champs passent d'une façon continue de la valeur dans un des milieux à la valeur dans l’autre.
    En physique classique il n’y a pas des discontinuités.
    Au revoir.

  13. #10
    bachir1994

    Re : Lignes de champs autour d'une ligne électrique

    Citation Envoyé par LPFR Voir le message
    Bonjour.
    Tout dépend de l’échelle à laquelle vous regardez la frontière entre les deux milieux.
    Si votre microscope est peu grossissant, vous voyez une discontinuité entre les deux milieux et une frontière lisse.
    Si votre microscope grossit beaucoup, vous verrez que la frontière est formée par des atomes individuels et que même ces atomes n’ont pas une frontière nette.
    Donc, si vous regardez les champs à la surface, vous verrez qu’il y a une zone de transition, dont l’épaisseur est de l’ordre du diamètre des atomes. Et dans cette zone de transition, les champs passent d'une façon continue de la valeur dans un des milieux à la valeur dans l’autre.
    En physique classique il n’y a pas des discontinuités.
    Au revoir.
    Bonjour
    Merci pour les éléments éclaircissement,
    donc les champs existent, grossièrement (macroscopiquement parlant) et dans l'espace environnant le conducteur et dans le conducteur lui même, et cela en régime de propagation ou non, par contre ce qui différentié ces champs c'est leurs intensités dans les deux milieu qui les différent par la perméabilité et la permittivité.
    maintenant si on zoom à l'échelle microscopique (atomique), le champ électrique converge vers les électrons positivement ou négativement, et le champs magnétique est tournant autour des électron. est ce bien cela ?
    une autre question : nous sommes d'accord qu'il n'a pas de propagation dans les régime continu et non variable. et il y'a bien une onde (électrique et magnétique ???) qui se propage dans le conducteur et autour (c'est une question), au moment ou on ferme un interrupteur sur un circuit par exemple infini ou très long (plusieurs kilomètre), on peut même faire une analogie sur l'eau (les gaz en général) ou il y'a la notion d'onde de pression qui bouge de bout en bout les particule, est ce la même chose pour les électrons dans un conducteur. merci de m'éclairer là déçu car je vois vraiment floue.

    Merci encore.

  14. #11
    LPFR

    Re : Lignes de champs autour d'une ligne électrique

    Re.
    Quand vous fermez le circuit vous n’êtes plus en régime stationnaire mais en régime de transition. Ceci dure le temps que le courant et la tension prennent leurs valeurs asymptotiques.
    Il y a bien une onde qui est générée et qui dure le même temps. Au bout de 10 secondes l’onde sera arrivée à 3 millions de km.
    A+

  15. #12
    bachir1994

    Re : Lignes de champs autour d'une ligne électrique

    Citation Envoyé par LPFR Voir le message
    Re.
    Quand vous fermez le circuit vous n’êtes plus en régime stationnaire mais en régime de transition. Ceci dure le temps que le courant et la tension prennent leurs valeurs asymptotiques.
    Il y a bien une onde qui est générée et qui dure le même temps. Au bout de 10 secondes l’onde sera arrivée à 3 millions de km.
    A+
    Bonjour,
    Donc c'est bien grâce à cet état transitoire que la FEM aboutit à l'autre bout du fil supposé ouvert, et il y'a bien une onde électromagnétique qui se propage tout au long du fil (et cette ligne bifilaire est assimilable à une succession de self en séries et capacité en parallèle).
    décidément la nature fait bien les choses.
    Merci encore et A+.

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  17. #13
    jamba

    Re : Lignes de champs autour d'une ligne électrique

    Allez un peu de ludique :
    En fait, un exemple pour visualiser la chose ; Tu prends une règle de 30 cm, tu la pose sur la table à un bout. Avec ton doigt appuyé sur un bout de la règle, tu la pousses vers le milieu de la table à une vitesse de 10 à 30 centimètre par seconde. Que constates-tu ? Que l'extémité B de la règle s'est déplacé - INSTANTANEMENT - à la vitesse de la lumière - (en même temps que l'extrémité A (coté pouce) de la règle. Appliqué à l'électricité cela donne : le pouce c'est la différence de potentiel . la longueur de la règle c'est l'onde électromagnétique
    es-ce que je me trompe

  18. #14
    f6bes

    Re : Lignes de champs autour d'une ligne électrique

    Bjr Jamba,
    Heu, (.....l'extémité B de la règle s'est déplacé - INSTANTANEMENT - à la vitesse de la lumière ....)
    pour moi les deux extrémités se déplacent en meme temps à la vitesse de 10à 30 cm par seconde.
    (pas à la vitesse de la lumiére!)
    D'autre part tu réponds à une discussion vieille de 3 ans .

    Bonne soirée

  19. #15
    albanxiii

    Re : Lignes de champs autour d'une ligne électrique

    Rappel de la charte du forum :

    2. La courtoisie est de rigueur sur ce forum : pour une demande de renseignements bonjour et merci devraient être des automatismes.


    Citation Envoyé par jamba Voir le message
    es-ce que je me trompe
    Oui.
    Not only is it not right, it's not even wrong!

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