ferromagnétique

1. Introduction au
Ferromagnétisme

2. Généralités
La magnétostatique étudie les effets magnétiques indépendant du temps
attraction
limaille de fer
déviation
particules électriques en mouvement
Interaction magnétique
Interaction à distance

3. Sources magnétiques
Aimants
• Fe, Co, Mn
• leurs oxydes; la magnétite : Fe3O4
• alliages du Fe, Co, Ni
solides ferromagnétiques
Conducteur
parcouru par un courant
artificiels
naturels Expérience d’Oersted
(1820)

4. Expérience d’Oersted
Le magnétisme est une manifestation des charges électriques en mouvement.
I
I
L ’aiguille tend à se placer perpendiculairement au fil
La déviation de l ’aiguille s ’inverse

5. Action d’un aimant sur un aimant
Nord
Sud
Pôle Sud Pôle Nord
Le pôle nord d ’un aimant est l ’extrémité qui se dirige vers le pôle nord magnétique
Le pôle sud d ’un aimant est l ’extrémité qui se dirige vers le pôle sud magnétique
Deux pôles de même nature se repoussent
Deux pôles de nature différente s’attirent

6. Expérience de l’aimant brisé
Chaque atome est un petit aimant
On ne peut pas isoler les pôles magnétiques
Les pôles magnétiques vont toujours par paires

7. Vecteur champ magnétique
Représentation du vecteur champ magnétique
Une source magnétique modifie certaines propriétés de l ’espace environnant
On dit que cet espace est le siège d’un champ magnétique
Ce champ est décrit par un vecteur dit vecteur champ magnétique
Il est noté B
S
• Système International  Tesla (T)
• Système CGS  Gauss (G)
1G = 10-4 T
direction
sens
unité
Aiguille aimantée
Aiguille orientée Sud - Nord B

8. Spectre magnétique - Lignes de champ
Les lignes de champ permettent de visualiser le champ magnétique
B
B
• orientées dans le sens de B
• si le champ est uniforme les lignes sont parallèles
• quand le champ augmente les lignes se resserrent
• deux lignes de champ ne peuvent se couper
• lignes tangentes en chacun de ses points au vecteur B
Définition

9. Règle du Bonhomme d ’Ampère
Sens I
point M
B

10. Solénoïde
S

11. Bobine plate
S

12. Fil rectiligne
I
B
d

13. Force magnétique - Force de Lorentz
Une particule
– de charge q
– de vitesse v
– dans un champ magnétique B
est soumise à une force dite de Lorentz telle que
direction sens norme
B
v
.
q
F 

 
B
,
qv
F  )
B
,
v
q
sin(
.
B
.
v
.
q
F 
 
F
,
B
,
v
.
q
forment un trièdre direct

14. Règles d’orientation
trois doigts de la
main droite
Bonhomme
d’Ampère
tire bouchon
de Maxwell
1er vecteur
v
.
q
2e vecteur
B
Produit
vectoriel
B
v
.
q
F 

1er vecteur
v
.
q
2e vecteur
B
Produit
vectoriel
B
v
.
q
F 

2e vecteur
B
1er vecteur
v
.
q
Produit
vectoriel
B
v
.
q
F 

progression
B
v
.
q
F 

1e vecteur 2e vecteur
Produit
vectoriel

15. Force de Laplace
B
dl
I
la force magnétique totale s’exerçant sur l’ensemble des électrons dans dl
B
v
.
dQ
dF 

dt
dQ
I 
B
v
.
dt
.
I
dF 

B
dl
.
I
dF 

direction sens norme
 
B
,
dl
F
d  )
B
,
dl
sin(
.
B
.
dl
.
I
dF 
 
F
d
,
B
,
dl
forment un trièdre direct
déf Intensité du courant dt
dl
v 
Un élément de longueur dl
Soit dQ la charge totale des électrons libres contenus dans dl
Force de Laplace s ’exerçant sur l ’élément de courant dl
orienté dans le sens du courant qui le traverse
placé dans le champ B
B
dt
dl
.
dt
.
I
dF 


16. Loi de Biot et Savart
I
Le champ magnétique créé par l’élément de courant
I.dl au point M à la distance PM = r s ’écrit
direction sens norme
dl P
M
r
3
0
r
r
dl
I.
4
dB 



0 perméabilité magnétique du vide
0 = 4.10-7 uSI
 
r
,
dl
B
d  2
0
r
)
r
,
dl
sin(
.
dl
.
I
4
dB



 
B
d
,
r
,
dl
forment un trièdre direct
Soit un conducteur
Le vecteur dl est orienté dans le sens de I
Soit P le point milieu de dl
parcouru par un courant I
Soit un élément infiniment petit dl