Introduction au
Ferromagnétisme
Généralités
La magnétostatique étudie les effets magnétiques indépendant du temps
attraction
limaille de fer
déviation
particules électriques en mouvement
Interaction magnétique
Interaction à distance
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)
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
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
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
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
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
Règle du Bonhomme d ’Ampère
Sens I
point M
B
Solénoïde
S
Bobine plate
S
Fil rectiligne
I
B
d
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
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
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 

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

ferromagnétisme et électromagnétisme .ppsx

  • 1.
  • 2.
    Généralités La magnétostatique étudieles 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 magnétismeest 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 aimantsur 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’aimantbrisé 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 Représentationdu 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 Bonhommed ’Ampère Sens I point M B
  • 10.
  • 11.
  • 12.
  • 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 doigtsde 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 laforce 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 Biotet 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