Flux magnétique

Le flux magnétique à travers une surface — lorsque le champ magnétique est variable — repose sur la division de la surface en petits éléments de surface, sur lesquels le champ magnétique peut être considéré comme localement constant. Le flux total est alors une somme formelle de ces éléments de surface (voir intégration de surface).
Chaque point d’une surface est associé à une direction, appelée la surface normale; le flux magnétique traversant un point est alors la composante du champ magnétique suivant cette direction.

L’interaction magnétique est décrite en termes de champ vectoriel, où chaque point de l’espace est associé à un vecteur qui détermine la force qu’une charge mobile subirait à ce point (voir Force de Lorentz). Comme un champ vectoriel est assez difficile à visualiser au début, en physique élémentaire, on peut plutôt visualiser ce champ avec des lignes de champ. Le flux magnétique à travers une surface, dans cette image simplifiée, est proportionnel au nombre de lignes de champ traversant cette surface (dans certains contextes, le flux peut être défini comme étant précisément le nombre de lignes de champ traversant cette surface; bien que techniquement trompeuse, cette distinction n’est pas importante). Le flux magnétique est le nombre net de lignes de champ traversant cette surface; c’est-à-dire le nombre passant dans une direction moins le nombre passant dans l’autre direction (voir ci-dessous pour décider dans quelle direction les lignes de champ portent un signe positif et dans laquelle elles portent un signe négatif). En physique plus avancée, l’analogie des lignes de champ est abandonnée et le flux magnétique est correctement défini comme l’intégrale de surface de la composante normale du champ magnétique traversant une surface. Si le champ magnétique est constant, le flux magnétique traversant une surface de l’aire vectorielle S est

Φ B = B ⋅S = B S cos θ θ, {\displaystyle\Phi_{B} = \mathbf{B}\cdot\mathbf{S}= BS\cos\theta, }

\Phi_{B} = {\mathbf{B}}\cdot {\mathbf{S}} =BS\ cos\thêta,

où B est l’amplitude du champ magnétique (la densité de flux magnétique) ayant l’unité de Wb/m2 (tesla), S est l’aire de la surface et θ est l’angle entre les lignes de champ magnétique et la normale (perpendiculaire) à S. Pour un champ magnétique variable, on considère d’abord le flux magnétique à travers un élément d’aire infinitésimal dS, où l’on peut considérer que le champ est constant :

d Φ B = B ⋅ d S. {\displaystyle d\Phi_{B} = \mathbf{B}\cdot d\mathbf{S}.}

d\Phi_{B}={\mathbf{B}}\cdot d{\mathbf{S}}.

Une surface générique, S, peut alors être décomposée en éléments infinitésimaux et le flux magnétique total à travers la surface est alors l’intégrale de surface

Φ B = ∬ S B ⋅ d S. {\displaystyle\Phi_{B} = \iint_{S}\mathbf{B}\cdot d\mathbf{S}.}

\Phi_{B}=\iint_{S}{\mathbf{B}}\cdot d{\mathbf S}.

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