pourquoi le champs magnétique résultant d'un courant dans un fil est circulaire?
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pourquoi le champs magnétique résultant d'un courant dans un fil est circulaire?



  1. #1
    matazzo

    pourquoi le champs magnétique résultant d'un courant dans un fil est circulaire?


    ------

    Bonjour,

    J'aimerais comprendre pourquoi lorsque l'on fait passer du courant dans un fil de cuivre droit, il se crée un champs magnétique tournant autour de celui-ci, perpendiculairement. Pourquoi le champ magnétique tourne-t-il, et pourquoi il tourne dans un certain sens en fonction du sens du courant, et pas un autre? Quels sont les phénomènes physiques liés au électrons qui expliquent ce phénomène?

    Voily voilou, si vous avez la réponse, je serais curieux de l'entendre.

    Merci d'avance

    -----

  2. #2
    mach3
    Modérateur

    Re : pourquoi le champs magnétique résultant d'un courant dans un fil est circulaire?

    Réponse rapide.
    D'abord, la divergence du champ magnétique est toujours strictement nulle, donc les lignes de champs sont forcément fermées, il n'y a pas d'endroit où elles naissent et d'endroits où elles se finissent. Les endroits où naitrait et finirait les lignes de champs magnétique seraient des charges magnétiques, mais on n'a jamais observé de telles choses (en revanche, les lignes de champ électrique naissent et finissent au niveau des charges électrique, la divergence du champ électrique dépend de la densité de charge électriques).
    Ensuite, on applique le principe de Curie : symétrie des causes --> symétrie des effets. Un fil droit est à symétrie cylindrique, donc le champ magnétique doit être à symétrie cylindrique, les lignes de champ sont donc forcément des cercles centrés sur le fil et orthogonaux au fil.
    Enfin, pour le sens, c'est conventionnel (comme le sens du courant).

    m@ch3
    Never feed the troll after midnight!

  3. #3
    f6bes

    Re : pourquoi le champs magnétique résultant d'un courant dans un fil est circulaire?

    Citation Envoyé par matazzo Voir le message
    Bonjour,

    J'aimerais comprendre pourquoi lorsque l'on fait passer du courant dans un fil de cuivre droit, il se crée un champs magnétique tournant autour de celui-ci, perpendiculairement. Pourquoi le champ magnétique tourne-t-il, et pourquoi il tourne dans un certain sens en fonction du sens du courant, et pas un autre? Quels sont les phénomènes physiques liés au électrons qui expliquent ce phénomène?
    .
    Voily voilou, si vous avez la réponse, je serais curieux de l'entendre.

    Merci d'avance
    Bjr à toi, Et pourquoi voudrais tu qu'il ne soit pas CIRCULAIRE.?
    A part des variations du courant lui meme ( qui aménerait des déformations du champ ), il n'y a pas de raison
    qu'il se déforme TOUT seul.
    Bonne journée

  4. #4
    albanxiii
    Modérateur

    Re : pourquoi le champs magnétique résultant d'un courant dans un fil est circulaire?

    Citation Envoyé par mach3 Voir le message
    Réponse rapide.
    Les équations de Maxwell.

    La question revient à se demander qu'est-ce qui vous bloque dans leur application.
    Not only is it not right, it's not even wrong!

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    Gwinver

    Re : pourquoi le champs magnétique résultant d'un courant dans un fil est circulaire?

    Bonjour.

    Le champ magnétique n'est pas une matière, mais l'expression du fait qu'une influence est exercée dans une zone donnée par une courant.
    Le fait qu'il soit circulaire dénote simplement le fait que l'influence est fonction de la distance au lieu de circulation du courant. Si cela n'était pas le cas, cela voudrait dire que des directions de l'espace sont privilégiées, l'espace ne serait donc pas isotrope.

    Il faut aussi faire attention à certains mots, il est courant de dire qu'il tourne, mais cela ne reflète pas un mouvement, mais le fait qu'il y ait une orientation.

  7. #6
    calculair

    Re : pourquoi le champs magnétique résultant d'un courant dans un fil est circulaire?

    Pour compléter cette réponse : Imagine qu'il soit carré .....!!! Cela serait difficilement explicable dans un espace ou il n'y a pas de direction privilegiée...


    Citation Envoyé par Gwinver Voir le message
    Bonjour.

    Le champ magnétique n'est pas une matière, mais l'expression du fait qu'une influence est exercée dans une zone donnée par une courant.
    Le fait qu'il soit circulaire dénote simplement le fait que l'influence est fonction de la distance au lieu de circulation du courant. Si cela n'était pas le cas, cela voudrait dire que des directions de l'espace sont privilégiées, l'espace ne serait donc pas isotrope.

    Il faut aussi faire attention à certains mots, il est courant de dire qu'il tourne, mais cela ne reflète pas un mouvement, mais le fait qu'il y ait une orientation.
    En science " Toute proposition est approximativement vraie " ( Pascal Engel)

  8. #7
    curiossss

    Re : pourquoi le champs magnétique résultant d'un courant dans un fil est circulaire?

    Citation Envoyé par matazzo Voir le message
    Bonjour,

    J'aimerais comprendre pourquoi lorsque l'on fait passer du courant dans un fil de cuivre droit, il se crée un champs magnétique tournant autour de celui-ci, perpendiculairement. Pourquoi le champ magnétique tourne-t-il, et pourquoi il tourne dans un certain sens en fonction du sens du courant, et pas un autre? Quels sont les phénomènes physiques liés au électrons qui expliquent ce phénomène?

    Voily voilou, si vous avez la réponse, je serais curieux de l'entendre.

    Merci d'avance
    Bonjour,

    Je crois comprendre son questionnement :
    Etant donnés un courant électrique le long d'un fil et le champ magnétique correspondant, qu'est-ce qui fait que les lignes de force sont orientées telles qu'elles le sont, et pas en sens inverse ? (La règle des 3 doigts avec la main droite).

    Autrement dit : si on utilisait la main gauche au lieu de la main droite la force serait dirigée en sens inverse. (on ne peut pas dire que c'est une question de convention, car la force est bien dirigée dans le sens que donne la règle des 3 doigts avec la main DROITE.)
    Science n'est pas mysticisme et mysticisme n'est pas science. Mais on mélange les deux ?!

  9. #8
    gts2

    Re : pourquoi le champs magnétique résultant d'un courant dans un fil est circulaire?

    Citation Envoyé par curiossss Voir le message
    On ne peut pas dire que c'est une question de convention, car la force est bien dirigée dans le sens que donne la règle des 3 doigts avec la main DROITE.
    La convention est là : "avec la main DROITE" : si on change la convention d'orientation de l'espace, le courant garde la même direction, la force aussi, mais B a la direction inverse.

  10. #9
    trebor

    Re : pourquoi le champs magnétique résultant d'un courant dans un fil est circulaire?

    Bonjour à tous,
    Pas de mouvement de rotation du champ, mais une simple direction du champ magnétique, visible avec une boussole, ce qui a donné la convention de la direction du champ.
    Circulaire comme pour de nombreuse chose constatée, comme le jet d'un caillou dans l'eau qui crée des lignes s'écartant du point d'impact et qui finissent pas perdre de la force au fur et à mesure que les lignes s'éloignent du centre de ce cercle.

    Le moins évident c'est d'expliquer pourquoi ce champ prend naissance, que ce passe t-il dans ce fil de cuivre ou autre au niveau des atomes qui composent ce fil ?
    Une agitation, une accélération,......?
    Je passe la main.
    https://femto-physique.fr/electromag...-et-savart.php
    Faire tout pour la paix afin que demain soit meilleur pour tous

  11. #10
    curiossss

    Re : pourquoi le champs magnétique résultant d'un courant dans un fil est circulaire?

    Citation Envoyé par gts2 Voir le message
    La convention est là : "avec la main DROITE" : si on change la convention d'orientation de l'espace, le courant garde la même direction, la force aussi, mais B a la direction inverse.
    Il ne faut pas se focaliser avec les conventions de signe. Par contre une direction de la force fonction du sens du courant ce n'est pas une convention, c'est une réalité.

    Mais je vais moi-même répondre à Matazzo : On ne sait pas pourquoi la force est orientée dans ce sens et pas en sens inverse.
    Science n'est pas mysticisme et mysticisme n'est pas science. Mais on mélange les deux ?!

  12. #11
    coussin

    Re : pourquoi le champs magnétique résultant d'un courant dans un fil est circulaire?

    Aucune histoire de convention là-dedans.
    Quand on dérive la force de Lapoace, on trouve qu'elle est en IxB, pas -IxB...

  13. #12
    gts2

    Re : pourquoi le champs magnétique résultant d'un courant dans un fil est circulaire?

    La question était (enfin une partie) "pourquoi il (le champ magnétique) tourne dans un certain sens ?".
    Ce sens dépend de la convention d'orientation de l'espace, on a toujours IxB, mais B peut être dans un sens ou un autre.

  14. #13
    coussin

    Re : pourquoi le champs magnétique résultant d'un courant dans un fil est circulaire?

    Ah d'accord. C'est déplacer le problème et encore une fois aucune histoire de convention là-dedans. Le sens de B vient de l'équation de Maxwell curl B = J ou son pendant intégrale qui est la loi d'Ampère.
    Dernière modification par coussin ; 17/04/2022 à 13h41.

  15. #14
    stefjm

    Re : pourquoi le champs magnétique résultant d'un courant dans un fil est circulaire?

    La définition du rotationnel n'implique t'il pas une convention d'orientation des rotations dans l'espace?
    Genre i^j=+k (^ vectoriel)
    Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».

  16. #15
    matazzo

    Re : pourquoi le champs magnétique résultant d'un courant dans un fil est circulaire?

    Bonjour, merci à tous pour vos réponses.

    Effectivement, ma question était plus portée sur l’explication physique qui justifie la règle de la mains droite.
    En effet, je comprend totalement qu'il ne s'agit pas d'un mouvent circulaire orienté, mais plutôt des lignes de champs courbées autour du fil avec une certaine direction. Désolé, je m'étais mal exprimé dans ma question.

    Je reformule ma question:
    Qu'est ce qui fait que la direction du flux des électrons dans un fil influe sur l'orientation des lignes de champs magnétiques?

    Donc si je t'ai bien compris @Curiossss, on n'a pas encore d'explication? On peut l'observer, mais on ne peut pas l'expliquer?

  17. #16
    Deedee81

    Re : pourquoi le champs magnétique résultant d'un courant dans un fil est circulaire?

    Salut,

    Citation Envoyé par matazzo Voir le message
    Qu'est ce qui fait que la direction du flux des électrons dans un fil influe sur l'orientation des lignes de champs magnétiques?
    A cause de l'équation de Maxwell-Ampère. Tout charge en mouvement (et le courant c'est ça) crée un champ magnétique.

    Citation Envoyé par matazzo Voir le message
    Donc si je t'ai bien compris @Curiossss, on n'a pas encore d'explication? On peut l'observer, mais on ne peut pas l'expliquer?
    En effet, la physique décrit et constate, elle ne dit pas le pourquoi des choses.
    "Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)

  18. #17
    matazzo

    Re : pourquoi le champs magnétique résultant d'un courant dans un fil est circulaire?

    Ah d'accord. Bon et bah tant pis alors.

    Merci beaucoup pour votre participation à tous.

  19. #18
    Deedee81

    Re : pourquoi le champs magnétique résultant d'un courant dans un fil est circulaire?

    Citation Envoyé par matazzo Voir le message
    Ah d'accord. Bon et bah tant pis alors.
    Petit détail : on peut parfois apporter des réponses quand on peut aller plus loin.

    Ainsi, en mécanique quantique on peut quantifier le champ électromagnétique. Ce dernier devient alors la manifestation des photons. https://fr.wikipedia.org/wiki/Photon

    Mais attention, pas de vision naïve du photon : c'est de la théorie quantique relativiste des champs. C'est loin d'être simple.

    A partir des propriétés de la particule et par passage à la limite classique on peut retrouver les équations de Maxwell et expliquer pourquoi on a telle ou telle relation.
    Mais il reste toujours des choses "arbitraires" liée à l'observation (pour le coup : la symétrie de jauge et la constante de couplage. Mais aussi hélas l'orientation privilégiée de l'espace... ça on en ignore la raison. Avoir des théories de plus en plus fondamentale est satisfaisant mais c'est aussi un jeu de poupées Russes où on ne fait que repousser plus lojn les "pourquoi" Mais ça n'en reste pas moins passionnant (*) )

    (*) C'est justement là que j'ai eut la plus belle émotion en la matière. Lorsque j'ai vu la première fois la théorie des champs de jauge abéliens, justement pour le cas du photon, j'en ait eut des étoiles dans les yeux tellement je trouvais la méthode élégante et profonde. J'ai eut l'impression en voyant les équations que l'univers ouvrait une porte sur ses mystères
    "Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)

  20. #19
    stefjm

    Re : pourquoi le champs magnétique résultant d'un courant dans un fil est circulaire?

    Pour compléter la réponse de Mach3 et les symétries et anti-symétrie de Curie :
    En gros, certains phénomènes sont symétriques, d'autres anti-symétriques.

    On ne peut que constater que deux conducteurs parcouru par le même courant, dans le même sens, s'attirent et ne se repoussent pas.

    Ceci dit, rien n'est si simple qu'il n'y parait!
    http://www.ampere.cnrs.fr/parcourspe...courant/force/
    Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».

  21. #20
    trebor

    Re : pourquoi le champs magnétique résultant d'un courant dans un fil est circulaire?

    Citation Envoyé par Deedee81 Voir le message
    Salut,



    A cause de l'équation de Maxwell-Ampère. Tout charge en mouvement (et le courant c'est ça) crée un champ magnétique.



    En effet, la physique décrit et constate, elle ne dit pas le pourquoi des choses
    .
    Bonjour à tous,
    Dommage, pourtant il se produit bien quelque chose dans le matériau conducteur provoquant le champ magnétique ainsi que ce qui provoque son inversion lorsque le courant est inversé.

    Quelque soit la matière conductrice du fil, le champ magnétique reste t-il constant pour un courant identique qui parcours le fil ?
    Faire tout pour la paix afin que demain soit meilleur pour tous

  22. #21
    Deedee81

    Re : pourquoi le champs magnétique résultant d'un courant dans un fil est circulaire?

    Salut,

    Citation Envoyé par trebor Voir le message
    Quelque soit la matière conductrice du fil, le champ magnétique reste t-il constant pour un courant identique qui parcours le fil ?
    Oui (pour l'induction magnétique évidemment). Même dans le vide. Rien à voir avec le matériau.
    "Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)

  23. #22
    trebor

    Re : pourquoi le champs magnétique résultant d'un courant dans un fil est circulaire?

    Citation Envoyé par Deedee81 Voir le message
    Salut,



    Oui (pour l'induction magnétique évidemment). Même dans le vide. Rien à voir avec le matériau.
    Un arc électrique c'est un arrachement d'électron d'un conducteur vers l'autre conducteur.
    Un arc électrique séparant 2 fils, produit-il un champ magnétique autour de l'arc ?
    En inversant l'arc électrique, le champ magnétique est-il inversé ?
    Dans le vide, l'arc électrique peut-il se produire ainsi que le champ magnétique ?
    Faire tout pour la paix afin que demain soit meilleur pour tous

  24. #23
    Deedee81

    Re : pourquoi le champs magnétique résultant d'un courant dans un fil est circulaire?

    Citation Envoyé par trebor Voir le message
    Un arc électrique c'est un arrachement d'électron d'un conducteur vers l'autre conducteur.
    Un arc électrique séparant 2 fils, produit-il un champ magnétique autour de l'arc ?
    Oui. Mais c'est plus facile à vérifier/expérimenter avec un tube à vide. Ce qu'avait d'ailleurs fait Thomson lorsqu'il a découvert l'électron.

    Citation Envoyé par trebor Voir le message
    En inversant l'arc électrique, le champ magnétique est-il inversé ?
    Oui.

    Citation Envoyé par trebor Voir le message
    Dans le vide, l'arc électrique peut-il se produire ainsi que le champ magnétique ?
    Oui, bien que là il n'y a pas "d'arc" au sens habituel (le trajet lumineux, puisqu'il n'y a pas de gaz à illuminer), juste un flot d'électrons.
    "Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)

  25. #24
    trebor

    Re : pourquoi le champs magnétique résultant d'un courant dans un fil est circulaire?

    Merci, donc seul le mouvement des électrons dans un sens ou inversement provoque le champ magnétique et son orientation.
    Pourtant les électrons ne se déplacent dans le fil que d'une 10ène de centimètres par heure.
    Dans un tube cathodique de TV, je suppose que c'est bien plus rapide grâce au vide et à la haute tension ?
    https://www.youtube.com/watch?v=2UKBHBpX-kY
    Faire tout pour la paix afin que demain soit meilleur pour tous

  26. #25
    Deedee81

    Re : pourquoi le champs magnétique résultant d'un courant dans un fil est circulaire?

    Citation Envoyé par trebor Voir le message
    Merci, donc seul le mouvement des électrons dans un sens ou inversement provoque le champ magnétique et son orientation.
    Pourtant les électrons ne se déplacent dans le fil que d'une 10ène de centimètres par heure.
    Je ne sais plus pour leur vitesse, mais peu importe, ce qui compte est le courant total.

    Citation Envoyé par trebor Voir le message
    Dans un tube cathodique de TV, je suppose que c'est bien plus rapide grâce au vide et à la haute tension ?
    Oui mais il y a moins d'électrons que dans un conducteur, le courant reste assez faible.
    "Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)

  27. #26
    externo

    Re : pourquoi le champs magnétique résultant d'un courant dans un fil est circulaire?

    C'est la contraction relativiste des distances et des charges qui est à l'origine du champ magnétique et de ses effets.

    Voir https://www.youtube.com/watch?v=rTE9gr-0Q0U

    (Activer les sous titres pour mieux comprendre)
    Dernière modification par externo ; 19/04/2022 à 19h13.

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