Question sur l'interaction entre une spire et un dipole

[len21]

Bonjour à tous ,

Je suis élève en Mp et je profite de cette période de révision pour mettre au clair certaines notions d'un points de vu sens physique .
Là je suis en train de revoir le chapitre d'électrostatique et sur l'exercice suivant :
- On place une spire chargée portant sur une charge linéique uniformément répartie
puis sur ce même axe on place un dipôle non loin de la spire .

D'une part je me demandais si il existe sur internet des images de ce genre de dispositif pour l'illustrer , je demande car j'en ai pas trouvé donc soit je ne sais pas cherché soit je n'ai pas du tout compris ce que cela représente réellement .
D'autre part je ne comprend pas pourquoi le champ électrique ne dépend pas du dipole utilisé puisque l'on parle de dipole au sens générale mais si j'ai bien compris , il existe plusieurs sortes de dipole alors pourquoi sa nature n'influence pas le champ E ?

Merci d'avance pour les réponses , les questions sont probablement évidentes et j'ai du passé à coté j'imagine mais bon ça vaut quand même la peine d'être posé dans cette période de révision .
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[ThM55]

Pour la question de savoir pourquoi le dipôle n'influence pas le champ électrique, je pense que c'est une approximation: on suppose que ce dipôle est constitué de charges trop petites pour modifier notablement le champ électrique produit par la spire. Si le dipôle perturbe très peu le champ, il peut servir d'instrument de mesure de celui-ci. Vérifie si ton cours ne mentionne pas quelque chose comme cela, il faudrait que ce soit explicitement spécifié.

C'est une approximation, la physique est l'art de faire des approximations raisonnées.

[len21]

Bonjour , déjà merci pour la réponse !

J'imagine que sur des petits exercices on ne le spécifie pas étant donné que ça n'aurait pas sens d'étudier un champ E si le dipôle avait un impact trop grand sur sa nature , par compte je ne serai pas étonné que sur des sujets de concours ils indiquent cette non influence sur E .

Toutefois je me demande ce que cela donnerait si le dipole était constitué de charges plus importantes au point de modifier E . Cela modifierai l'intensité , le sens , la direction ?
Je ne crois pas avoir croisé un exos du genre sur mes planches ou sur internet .

[ThM55]

Il y a aussi autre chose qui ne dépend pas de la perturbation par la charge elle-même: la force de Coulomb ou de Lorentz exercée sur une charge est déterminée entièrement par le champ extérieur causé par les autres charges, pas par la charge elle-même (cela vaut aussi pour un dipôle). Le champ de la charge qui subit cette force n'entre pas en ligne de compte (pour les charges en mouvement, c'est plus compliqué car elles rayonnent et de ce fait perdent de l'énergie). Il y a des raisons pour cela.

En effet, pour une charge strictement ponctuelle, le champ électrique tend vers l'infini à l'endroit de cette charge. Ce n'est évidemment pas réel, il est impossible de travailler avec des grandeurs infinies. Si on essaie d'améliorer le modèle en le régularisant, par exemple en supposant une petite sphère chargée, il faudrait en principe tenir compte des forces mutuelles exercées par les différentes parties de cette sphère sur elles-mêmes. Comme c'est très compliqué, on fait l'hypothèse qu'on peut les négliger et que seul le champ extérieur doit intervenir. C'est donc clairement une approximation. Mais elle est tout de même excellente dans la plupart des cas où on utilise l'électrodynamique classique: électrotechnique, électronique, radio, astronomie, etc.

Dans l'exemple de la spire et du dipôle, cela signifie qu'on néglige aussi l'effet du dipôle sur la spire. Pour être plus précis, cela peut être justifié de deux manières selon les circonstances: soit la charge du dipôle est trop faible, soit la masse de la spire est trop grande et la force exercée sur elle par le dipôle ne change rien à son état d'immobilité.

[A voir en vidéo sur Futura]

[gts2]

Bonjour,

Quelle est la question exactement ? Vous cherchez l'action sur p de E et vous vous demandez si p modifie E ?
Si vous regardez la démonstration, vous verrez que le E de la "formule" est le E extérieur, donc p modifie bien E(M), mais l'action est bien celle de E extérieur.

Sinon dans ce genre d'exo le dipôle est le dipôle dans le cas idéal ie. avec a la dimension du dipôle et r la distance à laquelle il se situe de la spire.

[len21]

Bonjour ,

Mais dans le cas d'une spire avec un dipole il n'y a pas de E ext/int non ? E dépend de r mais a la même expression dans tout l'espace si je ne dis pas de bêtise ?
Dans le cas r>>a on remarque que E tend vers 0 de façon exponentielle .

En fait ma question était surtout de savoir pourquoi si on prend 2 dipoles différents on aboutie aux mêmes résultats alors qu'ils n'ont pas forcément les mêmes caractéristiques ?
Si je le dis avec mes mots je vois les dipoles comme une famille d'objets qui vérifient la définition de dipole mais pourtant ce ne sont pas les mêmes objets en soit , ils n'ont pas les mêmes fonctions / caractéristiques physique ect...

Avec la première explication de Thm55 je crois comprendre ce qui ce passe , un peu moins dans sa 2nd explication mais je pense que c'est un domaine où il en faut peu pour passer de la compréhension parfois partielle à l'incompréhension totale...

[gts2]

Mais dans le cas d'une spire avec un dipole il n'y a pas de E ext/int non ? E dépend de r mais a la même expression dans tout l'espace si je ne dis pas de bêtise ?

Dans ce que je comprend de votre exo (interaction spire/dipole), si on s'intéresse à l'action de la spire sur le dipole, le champ de la spire est le champ extérieur (extérieur au dipole).
Si c'est autre chose, il faudrait un énoncé complet.

Dans le cas r>>a on remarque que E tend vers 0 de façon exponentielle.

J'ai bien dit a dimension du dipole (p=qa) et r distance spire dipole, c'est juste pour que le dipole soit bien dans l'approximation correspondante. E vaut ce qu'il vaut, sans lien avec a.

En fait ma question était surtout de savoir pourquoi si on prend 2 dipoles différents on aboutie aux mêmes résultats alors qu'ils n'ont pas forcément les mêmes caractéristiques ?
Si je le dis avec mes mots je vois les dipoles comme une famille d'objets qui vérifient la définition de dipole mais pourtant ce ne sont pas les mêmes objets en soit, ils n'ont pas les mêmes fonctions / caractéristiques physique.

Deux dipoles de même p mais de q, a différents (tant que ) auront les mêmes propriétés électrostatiques, c'est cela qui vous gène ?

[ThM55]

Désolé si j'ai introduit de la confusion. Effectivement dans mes réponses j'ai supposé que le champ produit par la distribution de charge est le "champ extérieur", comme gts2 le suggère et que le dipôle est petit (a << r).