Ce que fait ce calculateur
Cet outil calcule la force magnétique exercée sur un fil rectiligne parcouru par un courant et placé dans un champ magnétique uniforme. Lorsque des charges se déplacent dans un conducteur immergé dans un champ magnétique, ce champ agit sur les charges en mouvement et engendre une force résultante sur le fil. Cette relation est l'une des équations fondamentales de l'électromagnétisme : on la retrouve aussi bien dans les moteurs électriques que dans les haut-parleurs.
La formule expliquée
La force s'exprime par $$F = \text{B} \cdot \text{I} \cdot \text{L} \cdot \sin\!\left(\theta\right)$$ où :
• B est la densité de flux magnétique, exprimée en teslas (T).
• I est l'intensité du courant qui traverse le fil, en ampères (A).
• L est la longueur de fil située dans le champ, en mètres (m).
• θ est l'angle entre le sens du courant et la direction du champ magnétique.
La force est maximale lorsque le fil est perpendiculaire au champ (\(\theta = 90°\), \(\sin\theta = 1\)) et nulle lorsqu'il est parallèle au champ (\(\theta = 0°\)). La force obtenue se mesure en newtons (N).
Comment l'utiliser
Saisissez la densité de flux magnétique, l'intensité du courant, la longueur de fil placée dans le champ et l'angle entre le fil et les lignes de champ. Le calculateur affiche la force en newtons ainsi que la valeur de \(\sin(\theta)\) utilisée dans le calcul.
Exemple résolu
Supposons \(B = 0{,}5\ \text{T}\), \(I = 10\ \text{A}\), \(L = 2\ \text{m}\) et \(\theta = 90°\). Alors \(\sin(90°) = 1\), d'où $$F = 0{,}5 \times 10 \times 2 \times 1 = 10\ \text{N}$$ Si le fil était incliné à 30°, \(\sin(30°) = 0{,}5\), ce qui donne $$F = 0{,}5 \times 10 \times 2 \times 0{,}5 = 5\ \text{N}$$
FAQ
Dans quelle direction s'exerce la force ? La force est perpendiculaire à la fois au courant et au champ magnétique ; son sens se détermine par la règle de la main droite (ou de la main gauche selon que l'on considère le sens conventionnel du courant et du champ).
Pourquoi la force est-elle nulle quand le fil est parallèle au champ ? Parce que \(\sin(0°) = 0\) : il n'existe aucune composante de déplacement à travers les lignes de champ susceptible d'être déviée.
Puis-je l'utiliser pour une bobine ou une spire ? Ce calculateur traite un seul segment rectiligne. Pour une bobine, multipliez le résultat par le nombre de spires et tenez compte de la géométrie de chaque segment.
