Ampleur de la force magnétique
Objectifs d’apprentissage
Points clés à retenir
Points clés
- Les champs magnétiques exercent des forces sur les particules chargées en mouvement.
- La direction de la force magnétique \ text {F} est perpendiculaire au plan formé par \ text {v} et \ text {B} comme déterminé par la règle de la main droite.
- L’unité SI pour l’amplitude de l’intensité du champ magnétique est appelée tesla (T), ce qui équivaut à un Newton par ampère-mètre. Parfois, la plus petite unité gauss (10-4 T) est utilisée à la place.
- Lorsque l’expression de la force magnétique est combinée avec celle de la force électrique, l’expression combinée est connue sous le nom de force de Lorentz.
Termes clés
- Force de Coulomb: la force électrostatique entre deux charges, telle que décrite par la loi de Coulomb
- champ magnétique: Une condition dans le espace autour d’un aimant ou d’un courant électrique dans lequel il y a une force magnétique détectable, et où deux pôles magnétiques sont présents.
- tesla: dans le Système international d’unités, l’unité dérivée de la densité de flux magnétique ou de l’inductivité magnétique . Symbole: T
Ampleur de la force magnétique
Comment un aimant en attire-t-il un autre? La réponse repose sur le fait que tout magnétisme repose sur le courant, le flux de charge. Les champs magnétiques exercent des forces sur les charges en mouvement, et donc ils exercent des forces sur d’autres aimants, qui ont tous des charges en mouvement.
La force magnétique sur une charge en mouvement est l’une des plus fondamentales connues. La force magnétique est aussi importante que la force électrostatique ou de Coulomb. Pourtant, la force magnétique est plus complexe, à la fois dans le nombre de facteurs qui l’affectent et dans sa direction, que la force de Coulomb relativement simple. L’amplitude de la force magnétique \ text {F} sur une charge \ text {q} se déplaçant à une vitesse \ text {v} dans un champ magnétique de force \ text {B} est donnée par:
\ text {F} = \ text {qvBsin} (\ theta)
\ text {B} = \ frac {\ text {F}} {\ text {qvsin} (\ theta)}
Parce que sinθ est sans unité, le tesla est
1 \ text {T} = \ frac {1 \ text {N}} {\ text {C} * \ text {m} / \ text {s}} = \ frac {1 \ text {N}} {\ text {A} * \ text {m}}
Une autre unité plus petite, appelée gauss (G), où 1 G = 10−4 T, est parfois utilisé. Les aimants permanents les plus puissants ont des champs proches de 2 T; les électroaimants supraconducteurs peuvent atteindre 10 T ou plus. Le champ magnétique terrestre à sa surface n’est que d’environ 5 × 10−5 T, soit 0,5 G.
La direction de la force magnétique \ text {F} est perpendiculaire au plan formé par \ text {v } et \ text {B} comme déterminé par la règle de la main droite, illustrée à la figure 1. Elle indique que, pour déterminer la direction de la force magnétique sur une charge mobile positive, vous pointez le pouce de la main droite dans le direction de \ text {v}, les doigts dans la direction de \ text {B}, et une perpendiculaire à la paume pointe dans la direction de \ text {F}. Une façon de s’en souvenir est qu’il y a une vitesse et que le pouce la représente. Il y a de nombreuses lignes de champ, et donc les doigts les représentent. La force est dans la direction que vous pousseriez avec votre paume. La force sur une charge négative est exactement dans la direction opposée à celle sur une charge positive.
Règle de la main droite: les champs magnétiques exercent des forces sur les charges en mouvement. Cette force est l’une des plus élémentaires connues. La direction de la force magnétique sur une charge en mouvement est perpendiculaire au plan formé par v et B et suit la règle de droite – 1 (RHR-1) comme indiqué. L’amplitude de la force est proportionnelle à q, v, B et au sinus de l’angle entre v et B.