Pour représenter le champ électrostatique, on représente ses lignes de champ vectoriel. Une ligne de champ vectoriel est une ligne qui est tangente en chacun de ses points au vecteur champ électrostatique. Elle est orientée dans le même sens que le champ et on l'indique à l'aide d'une flèche.
De part les unités employées, un champ électrostatique est en Newton par Coulomb, noté N/C. Cependant, il est courant de l'exprimer en Volt par mètre, noté V/m. D'ailleurs, les deux unités sont équivalentes : .
Un champ vectoriel associe à chaque point de l'espace considéré un vecteur : en chaque point, on figure donc une direction, un sens et une valeur. Une carte représentant en chaque point un vecteur donnant la direction, le sens et la force du vent est la représentation d'un champ vectoriel.
Tracer les lignes du champ magnétique
On trace les lignes du champ magnétique en dessinant sur la longueur de l'aimant des boucles dont les rayons s'accroissent avec la distance à l'aimant et une flèche indiquant leur orientation.
Tracer une ligne de champ
On choisit un point de l'espace et on trace un trait passant par le centre de gravité de l'astre et orienté par une flèche vers lui. Indiquer à côté le symbole du champ de pesanteur : \overrightarrow{g}.
La force d'un champ magnétique, 𝐵 , à une certaine distance 𝑑 d'un fil rectiligne dans lequel circule un courant, 𝐼 , peut être trouvé en utilisant l'équation 𝐵 = 𝜇 𝐼 2 𝜋 𝑑 , où 𝜇 est une constante appelée « perméabilité du vide » et a pour valeur 𝜇 = 4 𝜋 × 1 0 ⋅ / T m A .
En physique, les lignes magnétiques sont les lignes qui représentent graphiquement le cours d'un champ magnétique et donc la force et les propriétés d'un aimant. Ils rendent les lignes de champ magnétique respectives visibles pendant une charge de test et sont enregistrées schématiquement.
Un champs tournant peut être crée par trois bobines décalées de 120° électriques alimentées par un système de tensions triphasées. Il suffit de permuter deux phases pour inverser le sens de rotation. Il peut être aussi crée par deux bobines en quadrature alimentées par un système de tension biphasées déphasées de 90°.
Un champ électrique statique (appelé également champ électrostatique) est un champ électrique qui ne varie pas avec le temps (fréquence de 0 Hz). Les champs électriques statiques sont générés par des charges électriques qui sont fixes dans l'espace.
A partir de chaque représentation de champ électrique, on pourra dessiner plusieurs lignes équipotentielles. Ensuite, on sera en en mesure de représenter graphiquement le champ électrique par construction des lignes perpendiculaires successivement à chaque équipotentielle.
Les lignes de champ électrostatique sont des droites parallèles entre elles, de même orientation, donc le vecteur →E a même direction (perpendiculaire aux armatures) et même sens (de l'armature chargée positivement vers l'armature chargée négativement).
Tracer le représentant du vecteur
On trace une flèche issue du premier point jusqu'au deuxième point. On trace une flèche issue du premier point jusqu'au deuxième point. On nomme le représentant du nom du vecteur.
Géométriquement, on le représente par une flèche (ou un segment dirigé, la flèche indiquant le sens) reliant son origine à son extrémité. Le sens du vecteur est le sens du déplacement de son origine vers son extrémité et sa norme est la distance entre les deux points (ou la longueur du segment entre les deux points).
On rappelle l'expression de la valeur de la force électrostatique : F_e = |q| \times E, mais en adaptant les notations à celles des grandeurs données.
Lorsqu'un conducteur est placé dans un champ électrostatique, les électrons vont se déplacer à la surface du conducteur, créant ainsi une charge de surface qui annule le champ électrique à l'intérieur du conducteur, ce qui est connu comme le principe de la cage de Faraday.
Le champ électrique qui règne entre deux plaques parallèles, ou le champ de pesanteur sur une zone restreinte, sont des champs uniformes : le vecteur associé est le même en tout point.
est le champ électrostatique créé par la charge source en un point de l'espace situé à une distance . traduit localement en tout point la modification des propriétés de l'espace due à la présence de la charge source .
F 2 Q = k . | q 2 . Q | ( 12 × 10 − 8 ) 2 = 8 , 99 × 10 9 . | ( − 6 , 408 × 10 − 19 ) ( − 4 , 806 × 10 − 19 ) | 1 , 44 × 10 − 14 F 2 Q = 1 , 92 × 10 − 13 N Comme et sont des charges de même signe, cette force s'exercera sur dans le sens gauche de l'axe des .
Principe de l'électrostatique
La loi de Coulomb, qui analyse la force d'interaction électrique entre deux charges, est ainsi la base de cette branche. Aujourd'hui, l'électrostatique est largement utilisée dans la recherche de matériaux antistatiques.
Afin d'obtenir un champ plus intense, on enroule le fil conducteur autour d'un cylindre. Le champ magnétique d'un tel solénoïde est non seulement plus intense que pour un fil droit, il est aussi quasiment uniforme à l'intérieur de cette bobine .
Un champ magnétique particulièrement puissant est également obtenu en insérant un noyau de fer doux dans la bobine transportant le courant. Alternativement, un noyau en forme de fer à cheval ou un noyau composé de plusieurs corps en fer peut être utilisé pour augmenter la force d'attraction de l'aimant.
On peut augmenter l'intensité du champ magnétique autour d'un fil conducteur en l'enroulant en boucles de façon régulière. Cette forme donnée au fil conducteur se nomme solénoïde. Autour d'un solénoïde, la forme du champ magnétique est identique à celle formée autour d'un aimant droit.
Les différentes sources de champ magnétique sont les aimants permanents, le courant électrique (c'est-à-dire le déplacement d'ensemble de charges électriques), ainsi que la variation temporelle d'un champ électrique (par induction électromagnétique).
Si l'aimant est magnétique, c'est à cause des électrons des atomes. En effet, les mouvements de ces derniers créent un minuscule champ magnétique. Lorsque vous êtes dans le sillage d'un métal non magnétique, ces différents mouvements sont désordonnés. Ils vont dans tous les sens et s'annulent graduellement.
Le champ magnétique le plus fort est celui de Jupiter. Le champ magnétique de Jupiter est plus complexe que celui de la Terre. On n'en n'a pas encore un modèle très précis, mais beaucoup de données ont été accumulées dans les dernières années, en particulier gràce à la sonde Galiléo qui est en orbite autour de Jupiter.