Bonsoir,
Je n'arrive pas à comprendre comment (dans le cadre de l'induction de Neumann) la vitesse des électrons dans un circuit peut-être nulle alors qu'il y a la présence d'une f.e.m. (ce qui signifie un courant et donc un déplacement des charges).
J'ai aussi le même problème en ce qui concerne l'induction de Lorentz, où mon prof a dit que la composante v(életron) vectoriel B était nulle.
Pourriez-vous m'éclairer?
Merci d'avance.
Bonsoir
Dans le cas d'un circuit induit filiforme ouvert, tu as bien une f.é.m. induite calculée comme la circulation entre les deux extrémités du circuit induit du vecteur champ électromoteur mais aucun courant induit ne circule. Un peu lorsqu'une pile est laissée en circuit ouvert : une différence de potentiel existe entre ses bornes mais aucun courant ne circule. On peut considérer que la vitesse des électrons de conduction est nulle à l'échelle macroscopique.
Dans l'interprétation classique du phénomène d'induction de Lorentz, chaque électron de conduction à une vitesse macroscopique que l'on peut considérer comme une somme de deux vecteurs vitesse :
1° : La vitesse d'entrainement ve égale à la vitesse du conducteur par rapport à la source de champ magnétique. C'est la force de Lorentz résultant de cette vitesse qui est responsable de la mise en mouvement des électrons et donc responsable du phénomène d'induction ;
2° : La vitesse relative : vitesse des électrons par rapport au conducteur puisque le courant induit existe. La force de Lorentz qui en résulte est responsable de l'apparition d'une force de Laplace qui, selon la loi de modération de Lenz, s'oppose au mouvement du conducteur.
Tout cela est un peu subtil j'en conviens. Essaie de faire quelques schémas dans des cas simples pour bien modéliser tout cela.
Merci de votre réponse mais je ne vois pas vraiment le rapport avec ma quesstion.
Premièrement je crois bien que dans le cadre de l'induction de Neumann on est avec un circuit fermé (en tout cas c'est le cas dans mon cours). Ensuite mon incompréhension porte plus sur celle de Neumann que celle de Lorentz et il me semble que vous avez plutôt tenté d'expliquer celle de Lorentz.
Enfin, j'ai bien compris les notions de vitesse d'entrainement et de vitesse relative. Mon problème est plutôt de savoir comment la vitesse des électrons dans Neumann (circuit fermé) peut être nul s'il y a du courant. Ou alors je me trompe complètement et Neumann est en circuit ouvert mais je n'ai jamais trouvé une information indiquant cela.
Pour ce qui est des schémas j'en ai dans mon cours mais ça ne m'aide pas vraiment.
Le cas de Neumann correspond à un circuit induit fixe par rapport à une source de champ magnétique variable au cours du temps (en général électro-aimant parcouru par un courant d'intensité variable au cours du temps). Le circuit induit peut être ouvert : dans ce cas existence d'une fém induite mais pas de courant induit : les électrons de conduction ont une vitesse moyenne nulle par rapport au conducteur. En revanche, si le circuit induit est fermé, ce qui est en effet souvent le cas, un courant induit circule : les électrons de conduction ont une vitesse moyenne non nulle par rapport au conducteur. Je me demande si tu ne confonds pas, vitesse des électrons par rapport au conducteur, non nulle en présence de courant induit, et vitesse d'entraînement des électrons (que j'ai notée ve dans mon message précédent) qui est tout simplement la vitesse du circuit induit par rapport au circuit inducteur : cette vitesse d'entraînement est effectivement nulle dans le cas de Neumann alors qu'elle ne l'est pas dans le cas de Lorentz.
En fait je tire ce que je dis de l'article Wikipédia sur l'induction électromagnétique et de mon cours.
Mon prof nous a fait exprimer la f.e.m. dans un circuit fixe et fermé, avec un champ magnétique (variable je suppose). On a dit qu'elle était égale à la circulation du champ électromoteur, que l'ont a décomposé en E + v vectoriel B. Il a précisé que v était la vitesse des électrons.
Il a ensuite simplement dit que la circulation de v vectoriel B était nulle. Et c'est cette affirmation qui me pose problème. Car si le circuit est fixe, il n'y a pas de vitesse d'entrainement. Donc dire que ce produit vectoriel est nul revient à dire que la vitesse des électrons est nulle. Donc il me semble qu'il y a contradiction ici.
L'intuition de mon message précédent est donc la bonne. Dans le cas le plus général, le vecteur champ électromoteur est la somme de deux termes :
1° : Le champ électromoteur de Neumann :
où A désigne le potentiel vecteur (pas nécessairement à ton programme)
2° : Le champ électromoteur de Lorentz :
où ve désigne la vitesse du conducteur par rapport à la source de champ magnétique et non la vitesse des électrons par rapport au circuit induit. Il y a donc une erreur dans la façon dont tu as recopié ton cours ou dans ton cours lui-même.
Si, je suis familier avec le potentiel vecteur A.
J'ai fini par envoyer un mail à mon prof pour avoir des explications plus claire. En fait s'il a écrit que la circulation de v vectoriel B est nulle, c'est parce que dans un circuit fixe, la vitesse des électrons v est nécessairement colinéaire au vecteur dl (pour la circulation). Or le produit vectoriel de v et B donne un résultat nécessairement hors du plan de dl, donc l'intégration (la circulation autrement dit) est nulle puisqu'on réalisé un produit scalaire entre deux vecteurs qui ne sont pas dans le même plan.
Merci de votre aide !
