FORCES en éLECTROMAGNéTISME

-forces en électromagnétisme

Le terme "force" apparaît dans divers cas d'électromagnétisme, mais il ne s'agit pas toujours d'une vraie force, car le mot a servi de passe-partout au XIX° siècle

La force électromotrice (F.E.M ou f.é.m.) est un POTENTIEL d'INDUCTION ELECTRIQUE

La force contre-électromotrice (F.C.E.M ou f.c.é.m.) est aussi un POTENTIEL d'INDUCTION ELECTRIQUE

Le facteur de force est un POTENTIEL d'INDUCTION MAGNETIQUE

La force magnétomotrice est un POTENTIEL d'EXCITATION MAGNETIQUE

 

Dans les autres cas (cités ci-après) il s'agit par contre d'une vraie force  Fde dimension L.M.T-2  exprimée en Newtons

 

-La force électrique (coulombienne)

est la force qui, sous forme de la loi de Newton-Coulomb simplifiée, définit une interaction (coulombienne) entre charges électriques induites, avec l'aide des photons

= Q1.Q2.ζ/ [Ω.l²]      ou      = Q1.Q/ [ε.Ω.l²]

Qet Q2(C) = charges électriques de même polarité, se repoussant avec une force F(N)

ε(F/m-sr)= constante diélectrique du milieu (et ζ’ = inductivité)

l(m)= distance entre ces 2 charges

Ω(sr)= angle solide dans lequel s’exerce leur interaction

 

-La force magnétique

est la force qui, sous forme de la loi de Newton-Coulomb simplifiée, définit une interaction entre charges magnétques induites, sous  = K1.K2.μ / [Ω.]

K1 et 2(A-m)= masses magnétiques ampèriennes (ou pôles) distants de l(m)

μ(m-kg-sr/s²-A²)= perméabilité du vide (1,256.10-6)

 

-force de Lorentz (et loi de Lorentz)

Issue de la précédente, mais présentée sous une autre forme, la loi de Lorentz exprime cette force en fonction du champ électromagnétique:

= Q.(Zm.H.sinθ1+ v.B.sinθ2)    ou  = Q.(E.H.sinθ1+ v.B.sinθ2)

avec F(N)= force à laquelle est soumise une particule ayant une vitesse v(m/s)

Q(C)= charge de la particule

B(T)= champ d’induction magnétique ambiant

Zm(Ω-sr)= impédance de milieu

H(V/m)= champ d’excitation magnétique

θ1(rad)= angle plan entre H et v

θ2(rad)= angle plan entre B et v

(Zm.H) = E champ d'induction électrique, exprimé en V/m]

La partie (Q.v.B.sinθ)  est nommée force électrostatique

Pour une particule, on peut aussi écrire la loi de Lorentz sous la forme

m.dv/dt= -.(E + v B) où e(1,6.10-19 C) est la charge unitaire, m(kg) la masse, v(m/s) la vitesse

 

-loi de Laplace

elle est utilisée dans le cas d'une interaction magnétique provenant d'un conducteur filaire >> = B.i.l.sinθ

F(N)= force de Laplace s'appliquant sur un conducteur de longueur l(m)

i(A)= intensité du courant circulant dans ce conducteur

B(T)= champ d'induction magnétique ambiant

θ(rad)= angle plan formé entre la direction du conducteur et le vecteur B

Pour visualiser les directions des vecteurs portant les 3 éléments de la formule ci-dessus , on utilise >>>

la règle des 3 doigts de la main droite orientés vers 3 directions perpendiculaires (axes de coordonnées) : le pouce pointe en direction du déplacement de la charge Q+, l’index pointe en direction du champ magnétique B, sens nord-sud et le majeur pointe alors en direction de la force F

 

LA FORCE COERCITIVE

est une force apparaissant par l'action d'un champ magnétique d'induction B sur une charge (pôle) magnétique >>> = B.K

avec F(N)= force coercitive (ce qui signifie contraignante)

B(T)= champ   et K(A-m)= pôle magnétique

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