NOTION DE CHAMP
Un champ associe à tout point de l'espace, un vecteur. Ce vecteur peut être une
force (les exemples au programme sont le champ de la
force de gravitation, et le champ de la
force de Coulomb), ou bien un autre type de vecteur (l'exemple au programme est le
champ magnétique).
CHAMP DE GRAVITATION
La force de gravitation est la force qu'exerce toute masse sur toute masse .expression de la force de gravitation exercée par la masse
sur la masse
:
où d
12 est la distance qui sépare les masses
et
, et G la constante de
gravitation ; le vecteur unitaire
a comme direction : la droite (
), et comme sens : de
vers
.
LOI DE COULOMB
Toute charge q
1 exerce sur toute charge q
2 la force :
où
est la distance qui sépare les charges
et
, et
la permittivité du vide ; le vecteur unitaire
a comme direction : la droite (
), et comme sens : de
vers
.
CHAMPS DE FORCE
Pour chacune de ces deux forces, il est possible de définir un " champ " créé par toute particule massique (pour la force de gravitation), ou chargée (pour la force de Coulomb) : chaque particule, plongée dans ce champ, subira une force dépendant de sa position par rapport à la particule à l'origine du champ. Ainsi, une particule chargée
crée un champ de force de Coulomb qui s'étend à tout l'univers (mais devient rapidement très faible, quand on s'éloigne de la particule) : toutes les particules
de l'univers subissent la force de Coulomb exercée par
.
LE CHAMP MAGNÉTIQUE
Une boucle de conducteur électrique (par exemple : un fil électrique) traversé par un courant, est à l'origine d'un champ, dit " champ magnétique ".
Attention ! Le champ magnétique n'est pas un champ de force !
Pour un champ de force de Coulomb créé par une particule chargée
, on peut associer à tout point de l'espace une force à laquelle serait soumise une particule
qui serait située en ce point (et de même pour la force de gravitation) ; pour un champ magnétique : on peut associer à tout point de l'espace un vecteur
(le vecteur " champ magnétique ").
La norme du champ magnétique s'exprime en
teslas (T).
CHAMP MAGNÉTIQUE DU SOLÉNOÏDE
Un solénoïde est un objet idéal, qui n'existe pas en réalité : c'est un cylindre constitué d'une infinité de boucles de conducteur électrique. On peut considérer qu'un cylindre constitué d'un nombre N de boucles suffisamment grand, est un solénoïde.
La norme du champ magnétique qu'il crée lorsque le courant I traverse ses boucles, vaut :
avec 
N : nombre de boucles et
: longueur du pseudo-solénoïde
(ce champ est constant sur toute la longueur du solénoïde ; pour les pseudo-solénoïdes, qui sont des objets réels ayant un nombre fini de boucles, ce champ est en réalité perturbé par les extrémités du cylindre : cette relation n'est valable qu'au coeur du cylindre)
