Électromagnétisme.html



L'électromagnétisme est la branche de la physique qui étudie le champ électromagnétique et son interaction avec les particules dotées d'une charge électrique.

Le concept de champ électromagnétique a été forgé XIXe siècle pour décrire de manière unifiée les phénomènes électriques et magnétiques. Des phénomènes tels que l'induction montrent en effet que les champs électrique et magnétique sont liés : un champ magnétique variable engendre un champ électrique, et réciproquement un champ électrique variable est source d'un champ magnétique. Alors qu'en électrostatique et en magnétostatique ces deux champs sont simplement des intermédiaires de calcul utiles pour déterminer les forces entre particules chargées, le champ électromagnétique est un véritable système physique doté d'une énergie et d'une impulsion ainsi que d'une dynamique propre.

L'électromagnétisme se base sur une théorie de l'électrodynamique pour décrire le couplage entre le champ électromagnétique et le système mécanique que sont les charges électriques. L'électrodynamique classique utilise par exemple un faible nombre d'équations fondamentales :

• Les équations de Maxwell déterminent le champ électromagnétique à partir des sources que sont les charges et les courants.
• Le champ exerce quant à lui sur la matière une action mécanique, la force de Lorentz, qui est la description classique de l'interaction électromagnétique.

modifier Historique

L'électromagnétisme est né de l'unification par James Maxwell de théories antérieures, comme l'électrostatique, l'électrocinétique ou la magnétostatique. Cette théorie unifiée explique entre autres le comportement des charges et courants électriques, des aimants, ou des ondes électromagnétiques, telles la lumière ou les ondes radio.

Le concept fondamental de la théorie est la notion de champ électromagnétique, entité qui englobe le champ électrique et le champ magnétique, qui se réduit dans certains cas particuliers :

1. Les charges sont immobiles : on est alors en électrostatique avec des champs électriques statiques.
2. La densité de charge est nulle et les courants sont constants dans le temps : on est en magnétostatique avec un champ magnétique statique.
3. Lorsque les courants sont relativement faibles et variables et se déplacent dans des conducteurs isolés dits fils électriques, les champs magnétiques produits sont très localisés dans des éléments dits bobines d'auto-inductance, self, transformateurs ou générateurs et les densités de charges non nulles dans des condensateurs ou batteries génératrices de courants : on est alors en électrocinétique ; on y distingue les courants faibles (électronique) et les courants forts (électrotechnique). Il n'y a pas de champ à l'extérieur du circuit. On étudie des circuits électriques et l'on y distingue les basses fréquences et les hautes fréquences. L'électronique a fait des progrès énormes à partir du développement des semi-conducteurs qui sont maintenant utilisés pour faire des circuits intégrés de plus en plus miniaturisés et comportant des puces électroniques ou microprocesseurs.
4. Les hautes fréquences atteintes par les circuits résonnants électriques ont permis, à l'aide d'antennes, de créer des ondes électromagnétiques éliminant ainsi les fils de connexions. L'émission, la propagation et la réception de ces ondes qui sont régies par les équations de Maxwell constituent l'électromagnétisme.

L'interaction électromagnétique présentée en termes fondamentaux de la physique théorique ou physique fondamentale s'appelle l'électrodynamique ; si on tient compte de l'aspect quantique, c'est l'électrodynamique quantique relativiste.

Ce formalisme est semblable à celui de la mécanique quantique : la résolution de l'équation de Schrödinger, ou de sa version relativiste (l'équation de Dirac), donne la probabilité de présence de l'électron et la solution de l'équation de Maxwell, longtemps interprétée comme une onde, est à la base une équation de probabilité pour le photon, qui n'a ni charge ni masse et qui ne se déplace qu'à la vitesse de la lumière dans le vide.

modifier Différents domaines

L’électromagnétisme englobe l'électricité, regroupant les phénomènes électriques et magnétiques suivants :

• l’électrostatique : les systèmes de charges électriques à l’équilibre ;
• la magnétostatique : les phénomènes créés par un courant électrique stationnaire ;
• l'induction magnétique : les phénomènes magnétiques créés par un courant électrique variable ;
• l'électrodynamique : les interactions dynamiques entre courants électriques :
  • l’électronique : l'utilisation de tension, de courants généralement faibles et de phénomènes quantiques. L’électronique sert essentiellement pour le transfert, le contrôle et le traitement de l’information ;
  • l’électrocinétique ou l'électrotechnique : l’utilisation de tensions, de courants moyens à élevés pour des applications domestiques et industrielles (chauffage, transformateurs, moteurs électriques, électrolyse, électroménager, distribution, automatisation…) ;
• la radioélectricité : les transmissions par ondes électromagnétiques.

modifier Formulaire

• Électrostatique
• Magnétostatique
• Formules complètes

modifier Voir aussi

modifier Articles connexes

• Force électromagnétique
• Électricité
• Équations de Maxwell
• Onde radio
• Rayonnement électromagnétique
• Biologie numérique
• Chambre anéchoïque

modifier Liens externes

• L'electromagnétisme, Scio
• Livres et cours d'instruction

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