loi de modération (Lenz), signe -

[Weals]

Bonjour,

Durant mes études, j'ai toujours été dérangé par la justification du signe - de la loi d'induction de Lenz-Faraday. On explique que les phénomènes d'induction s'opposent aux causes qui les ont induites. Je me demande donc si un argument physique justifie cette opposition et ce signe -. Faut-il chercher du coté de la conservation de l'énergie ? Est-ce dû à des effets thermiques dans le conducteur qui empechent une élévation de courant trop importante ? Un principe de modération similaire existe en chimie sous le nom de Le Chatelier et justifier "physiquement" cette opposion me semble dans de nombreux cas chimiques plus simple que dans le cas général de l'induction de Lorentz. Je trouve cela étrange de continuer à avancer des arguments comme les lois de modération pour expliquer des phénomènes physiques lors des études à l'université ou meme lors des examens/concours. Si quelqu'un pourrait m'éclairer sur des avantages didactiques ou historiques concernant l'utilisation de ces lois de modération, je serais preneur.

Par avance, merci !
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[gts2]

Bonjour,

L'argument fondamental est que l'expérience impose cette loi de Lenz.
Pour le lien avec l'énergie, voir : femto-physique.fr, paragraphe loi de modération.
Pour ce qui est des avantages didactiques, c'est une aide pour vérifier les signes des équations.

[Nekama]

Le signe moins dans l'équations de Lenz-Faraday n'a pas été mis pour réaliser une "modération" quelconque mais pour la constater et parce qu'elle est nécessaire pour que la théorie colle à l'expérience.

Comme le dit gts2, le modèle de l'ELM (Lois de Maxwell), pour coller à l'expérience, dit que rot E = - dB/dt, avec le signe "-".

Il est exact que si on ne s'intéresse qu'à des expériences où seule intervient une variation de flux, le signe "-" n'a pas de sens mathématique mais est plus une affaire de convention.
Et on peut lui donner une interprétation physique qui est de dire que les conséquences de la FEM induite vont s'opposer aux causes de la variation de flux.

Mais là encore, la motivation du "-" n'est pas d'introduire une "modération" mais de coller à l'expérience et les autres lois physique.

Un exemple illustratif est celui d'un aimant qui tombe dans un tube en cuivre. La force de gravitation (cause) provoque le déplacement de l'aimant qui génère une variation de flux dans le tube qui génère une FEM qui génère un courant qui génère un champ magnétique. Dans quel sens est le champ magnétique ? Et bien le champ est tel qu'il s'oppose aux causes de la variation de flux. Un de ses causes est la force de gravitation. B est donc tel qu'il va interagir avec le B de l'aimant pour le ralentir. Si B était dans l'autre sens, l'aimant accélérerait encore plus et l'énergie totale du système augmenterait. La conservation de l'énergie ne serait plus respectée. Avec le signe "-" il y a bien conservation. La perte d'énergie cinétique correspond à l'échauffement du tube en Cu par effet Joule.

[stefjm]

Bonjour,
Quand on modélise deux phénomènes physiques, chimiques, différents et qu'on tombe sur les mêmes équations différentielles, c'est quand même tentant d'utiliser les mêmes termes pour la description.

Autre exemple : un force de frottement fluide Ff=-k.v qui s'oppose la cause qui lui a donné naissance.

On pousse avec une force F>0, on obtient une vitesse >0, et la force de frottement s'oppose à F.

[A voir en vidéo sur Futura]