Flux du champ magnétique

Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre.

Le flux d'induction magnétique $Φ$ qui traverse une surface fermée est égal au nombre de lignes de forces du champ d'induction magnétique $\vec{B}$ qui pénètre une surface $\vec{S}$ . Il correspond au produit scalaire de ces deux vecteurs.

$\Phi = \vec{B}\cdot\vec{S} = \|\vec B\|\cdot\|\vec S\|\cdot\cos\theta$

où $θ$ est l'angle entre les lignes du champ d'induction $\vec{B}$ et le vecteur normal au plan de la surface S.

Ainsi, si la surface est perpendiculaire aux lignes du champ $\vec{B}$ , cet angle est égal à 0 et son cosinus vaut 1, ainsi le flux est maximum.

La loi de Lenz précise que, si une variation de flux $dΦ(t)$ apparaît dans un cadre constitué d'un conducteur électrique, une force électromotrice $e (t)$ apparaîtra aux bornes de ce cadre. Cette force électromotrice est créée pour s'opposer à la variation de flux dans le cadre. Et cela par principe d'inertie en physique : un objet passif ne peut que s'opposer à une variation et non l'assister. Sinon le cadre créerait de l'énergie au lieu de transformer une partie de l'énergie reçue (la variation de flux résulte d'une action extérieure modifiant B et/ou la position du cadre). Le circuit doit nécessairement être « orienté » c'est-à-dire qu'il faut orienter l'éventuel courant i(t) y circulant selon l'orientation (arbitraire) du vecteur normal $\vec{S}$ . La tension induite e(t) est alors donnée selon une « convention générateur » par rapport à i(t) (le cadre est considéré comme un générateur de tension e du point de vue électrique ; le courant i peut tout à fait être nul et est déterminé par le circuit électrique branché sur ce cadre ). On a alors :

$e(t) = -\frac{\mathrm d\Phi(t)}{\mathrm dt}$

Si on branchait une simple résistance sur ce cadre, alors cette tention aurait tendance à faire circuler un courant i qui créerait lui-même un flux ajouté, tentant de maintenir le flux total constant.

L'unité de flux magnétique est le Weber (Wb), en hommage au physicien allemand Wilhelm Eduard Weber (1804-1891).

Comme e(t) est exprimé en volts et t en secondes,

$\rm [Wb] \equiv [V][s]$