Les champs magnétiques et électriques sont souvent considérés ensemble, constituant pour ainsi dire les deux faces d’une même pièce. Ces deux domaines ont beaucoup en commun. Par exemple, ils créent tous les deuxdes charges électriques . La force de Coulomb agit sur tous les corps chargés électriquement. On l'appelle aussi la force de l'interaction électrostatique. Il est directement proportionnel au produit des modules de charge (les signes des charges ne déterminent que la direction de la force: attraction ou répulsion) et inversement proportionnel au carré de la distance entre ces corps. Dans le cas de sphères ou de boules, le carré de la distance entre les centres des corps est pris en compte.
champ électrique
Si nous prenons un corps chargé et que nous l'appelons conditionnellement un centre et déplaçons le second corps chargé autour du centre, la force de Coulomb peut alors être écrite sous la forme d'une charge multipliée par l'intensité du champ électrique. La valeur du centre de charge et le carré de la distance entre le centre et la seconde charge en un point donné de l'espace sont inclus dans la valeur de l'intensité. C'est-à-dire que nous avons simplement pris la force de Coulomb habituelle et que tout, à l'exception de la valeur de l'une des charges, était appelé l'intensité du champ électrique.
En chaque point de ce champ, sa propre valeur et la direction de la force de Coulomb. Un tel champ est appelé champ de vecteur, car à chaque point, il existe un module et une direction de vecteur dessiné de l'origine (du centre de charge) à ce point.
champ magnétique
Le champ magnétique, comme celui électrique, estvecteur . Si le champ électrique est créé par des corps chargés, alorsLe champ magnétique est créé uniquement par des charges en mouvement. Une telle charge peut être une particule avec la vitesse, qui est souvent rencontrée dans les problèmes de physique, un courant, car un courant est un mouvement dirigé de particules chargées, un corps métallique se déplaçant avec une vitesse. Dans ce cas, le rôle des charges sera constitué par les électrons qui se déplacent avec le corps lui-même. L'intensité du champ magnétique est directement proportionnelle à la vitesse de la charge et à sa valeur. Dès que la charge est arrêtée, le champ magnétique disparaîtra.
Champ magnétique d'un solénoïde et d'un aimant permanent
Exemples de champs magnétiques
Un électroaimant est constitué d'un fil enroulé autour d'un ferromagnétique. En passant à travers un fil de courant, un champ magnétique apparaît. Un ferromagnétique est une substance qui peut se comporter comme un aimant au-dessous d'une certaine température, appelée températurede Curie . Dans des conditions normales, les ferromagnétiques ne se comportent comme des aimants qu'en présence d'un champ magnétique. Dans un électroaimant, le champ est créé par un courant électrique et le ferromagnétique commence à agir comme un aimant. Un autre exemple intéressant estle champ magnétique terrestre .
Champ magnétique terrestre
Les scientifiques pensent que le centre de notre planète est constitué de fer liquide. Le fer est un métal et les électrons s'y déplacent librement. Ce noyau n’est pas statique, c’est-à-dire qu’il se déplace, en liaison avec ce mouvement d’électrons qui crée un champ magnétique. Si le noyau terrestre commençait à s’arrêter, comme dans le film de John Amiel "Le noyau de la Terre",Le champ magnétique terrestre disparaîtrait vraiment, ce qui aurait des conséquences désastreuses.
Principales similitudes et différences
Les champs électriques et magnétiques sontde puissance . Cela signifie qu'à chaque point de l'espace où ce champ agit, une force déterminée pour ce point agit sur la charge. À un autre moment, cette force sera différente. Le champ électromagnétique agit sur les corps et les particules chargés, mais en même temps, le champ électrique agit sur toutes les charges et le champ magnétique uniquement sur les mouvements.
Certaines substances interagissent avec le champ magnétique, même si elles ne contiennent pas de charges en mouvement, par exemple les ferromagnétiques susmentionnés. Il n'y a pas de substances similaires pour le champ électrique. Les aimants, corps naturels ou magnétisés (comme une aiguille de boussole, par exemple) ont deux pôles, appelés nord et sud.
Les charges électriques conventionnelles sont plus ou moins homogènes et ne contiennent pas de pôles. Cependant, les charges électriques sont de deux types: positives et négatives. Le signe de charge affecte la direction de la force de Coulomb et donc l’interaction de deux particules chargées. Le signe de charge n'affectera pas l'interaction des autres charges avec le champ magnétique, il ne fera qu'échanger les pôles.