Aimantation en ampère par mètre : pourquoi ?

[invitec247e0a7]

Bonjour, je tiens à préciser d'abord que je ne suis pas étudiant en chimie. Je me pose plus des questions de compréhension que techniques. Alors voici ma question:

J'ai lu que la formule de la susceptibilité magnétique d'un élément s'écrivait : M = Xm.H avec M l'aimantation en ampère/mètre, H l'excitation magnétique en ampère/mètre et Xm le coefficient de susceptibilité. Mais voilà, il y a quelque chose que je ne comprends pas bien:

L'ampère correspond à une charge électrique, un transport d'électron. Hors l'aimantation créée une attirance par l'alignement des électrons du matériau aimanté, mais elle ne déplace pas des électrons, non ? Ce ne sont pas les électrons du matériau aimanté qui "sortent" pour aller ailleurs. Si ? C'est ici que je ne comprends pas bien. A moins qu'elle ne déplace les électrons autour d'elle en les attirant à elle par sa force d'aimantation (auquel cas les éléctrons extérieures viennent se "coller" aux siens) ... Enfin, comme vous le voyez, je n'arrive pas à me faire une représentation correcte du phénomène physique, malgré les explications lues sur wikipedia.

Merci si vous pouvez me répondre.

Anacarde.
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[moco]

Bonjour,
C'est une question à poser à un Forum de physique.

[f6bes]

L'ampère correspond à une charge électrique, un transport d'électron. Hors l'aimantation créée une attirance par l'alignement des électrons du matériau aimanté, mais elle ne déplace pas des électrons, non ? Ce ne sont pas les électrons du matériau aimanté qui "sortent" pour aller ailleurs.
Merci si vous pouvez me répondre.

Anacarde.

Bjr à toi, Un électron a une masse ( de la matiére en qq sorte).
Si les electrons..."sortent"..pour aller...ailleurs...ca voudrait dire que la masse considérée...diminue.
J'ai jamais vu un bout de feraille aimanté; voir son poids diminuer par la " fuite" des électrons!
Bonne journée

[Resartus]

Bonjour,
Je ne suis pas sûr de comprendre où est la difficulté. Si c'est le fait que l'ampère apparait dans un contexte où il n'y a pas de courant, c'est une conséquence
du choix d'unités fait dans le système international. On considère comme fondamentales seulement le mètre, la seconde, le kilogramme et l'ampère (plus quelques autres). Les autres unités sont secondaires, et peuvent s'exprimer en fonction de celles-là, mais ce n'est pas pour autant que ce sont des choses corrélées*.

*Un exemple que nous donnait un prof il y a bien longtemps : la consommation d'une voiture s'exprime en litres (c'est à dire des m^3) par 100 km (des mètres). Son unité est donc le m². Cela n'a pourtant rien à voir avec une surface...

[A voir en vidéo sur Futura]

[phys4]

je n'arrive pas à me faire une représentation correcte du phénomène physique, malgré les explications lues sur wikipedia.
Merci si vous pouvez me répondre.

Bonjour,
Il ne faut pas regarder l'effet du champ magnétique, mais ce qui peut le créer :
vous pouvez prendre le champ crée par un fil parcouru par un courant, ce champ est inversement proportionnel à la distance.
le champ dans un cylindre, il est proportionnel à la densité de courant par mètre de longueur ...

Dans tous les cas, vous trouverez un effet proportionnel au courant et inversement proportionnel à une longueur. Ce qui explique l'unité.

[mach3]

La loi d'ampère dans sa forme intégrale est très parlante. L'intégrale de H le long d'une ligne fermée est égale au courant I qui traverse la surface incluse dans cette ligne fermée. Si H est en ampère par mètre, l'intégration sur la ligne fermée donnera des ampères.

m@ch3

[invitec247e0a7]

Rebonjour,

Merci pour toutes vos réponses (et merci de m'avoir redirigé).

Donc si je comprends bien, ce ne sont pas réellement des ampères (c'est à dire une charge d'électrons) qui circulent lors de l'aimantation, mais étant donné la proportionnalité qui existe entre courant et ampère, on exprime l'aimantation en ampère par mètre. C'est cela ?

[mach3]

Attention, les ampères ne sont pas une charge (en coulomb dans le SI), mais un courant, c'est à dire des charges par seconde (Ampère = Coulomb/Seconde).

Ensuite l'aimantation est due au moments magnétiques des atomes du matériau aimanté, qui peut être interprété comme due à des boucles de courant. Suivant la physique classique on dirait que les électrons tournant autour des noyaux et sur eux-mêmes forment des boucles de courant qui génèrent un champ magnétique comme le ferait une spire. Aujourd'hui on sait que c'est beaucoup plus subtil que ça à cause de la physique quantique (les électrons ne tournent pas autour des noyaux et sur eux-mêmes au sens classique, bien qu'il y ait du moment cinétique associé, et donc, via la charge, un moment magnétique).

m@ch3

[invitec247e0a7]

D'accord, merci.

C'est vraiment difficile de se représenter tout ça, mais je crois que j'ai compris un peu pourquoi on peut indiquer l'aimantation en ampère/mètre.

Par exemple, en introduisant un petit courant dans un matériau, selon la susceptibilité magnétique du matériau, il peut y avoir une aimantation plus ou moins forte, et par là - dans le cas où l'aimantation serait forte - la production d'un champ magnétique pouvant entraîner la mise en mouvement d'un courant plus élevé que le courant qui était initialement introduit.

Est-ce que je vois bien la chose ou pas ?

[Amanuensis]

En appliquant la définition, l'aimantation s'exprime en moment magnétique par volume.

Le moment magnétique s'exprime en A.m², ce qui se comprend par les cas mentionnés dans la discussion (le moment magnétique d'une spire parcourue par un courant est proportionnel au courant, et proportionnel à la surface sous-tendue par la spire, deux affirmations qu'on peut tirer de l'expérience).

Une unité qui a un sens pour l'aimantation est donc A.m²/m^3. Dire A/m une équivalence formelle, rien de plus.

On peut aussi aller plus loin, et s'interroger sur le moment magnétique. Par définition (plus générale que la spire de courant), c'est la caractéristique d'un objet caractérisant la proportionnalité entre le couple mécanique que subit l'objet et le champ magnétique à l'origine de ce couple, ce qui appelle comme unité le N.m (couple) par tesla (intensité du champ magnétique), comme la masse est la proportionnalité entre le poids (une force) de l'objet et l'intensité du champ de pesanteur. D'où l'unité porteuse de sens N.m/T pour le moment magnétique, et N.m/T.m^3 pour l'aimantation.

Le choix usuel de A/m n'est pas dû au sens, mais à une convention, à un usage.

[invitec247e0a7]

D'accord, je vous remercie