Force du magnétisme sur un courant électrique

s Dans l'expérience précédente, nous avions étudié qu'un courant électrique pouvait produire un champ magnétique autour de lui. Mais il faut savoir qu'à l'inverse, un champ magnétique externe, peut également avoir un effet sur un courant électrique.

s Ah bon ? Mais quel est cet effet ?

s Le champ magnétique va exercer une force sur les particules chargés électriquement et qui sont en mouvement. Or, un courant électrique est justement un mouvement de particules ou de charges électriques.

s Donc c'est comme pour le champ électrique ! Je me souviens qu'il exerce une force sur une particule chargée électriquement. Cette force est dirigée dans le même sens que la particule si elle est positive et inversement. Quelle est donc la différence avec le champ magnétique ?

s Il y a deux différences importantes :

  • La première est que le champ électrique peut exercer sa force sur une charge immobile, alors que le champ magnétique ne peut exercer sa force que sur une charge électrique en mouvement
  • La deuxième grande différence est que la force électrique est parallèle au champ alors que la force magnétique sera perpendiculaire à la fois au champ et au mouvement de la charge électrique

La règle de la main et le magnétisme

s Ouh la la ! Je commence à avoir de nouveau une migraine. J'avais bien compris la force du champ électrique, mais la force du champ magnétique, je la trouve bien compliquée. As-tu un moyen de me simplifier tout cela ?

s Oui, donne-moi ta main.

s … ! Tu veux me lire mon avenir dans les lignes de la main ?

s Non, je vais y lire l'avenir de la particule électrique dans le champ magnétique.

s … ! Je comprends de moins, en moins cette expérience.

s Ta main va te servir à connaître l'effet du champ magnétique sur un courant électrique. D'abord, il faut connaître le signe :

  • Si c'est positif, on prend la main droite
  • Si c'est négatif, on prend la main gauche

s Ensuite, ouvre ta main complètement, les doigts serrés et le pouce écarté :

  • Le pouce représente la direction et le sens de ta particule, ou de ta charge, ou de ton courant électrique
  • Les quatre autres doigts représentent, la direction et le sens des lignes du champ magnétique
  • La paume de ta main, donne la direction et le sens de la force magnétique

s Très intéressant : on peut donc étudier la science, en observant sa main. Cela serait plus facile pour moi, de mettre tout cela en pratique.

L'expérience de l'écran cathodique et du champ magnétique

s En effet, tu en connais assez, pour passer à l'expérience. Sur l'animation tu peux découvrir l'écran d'un tube cathodique. Le fonctionnement d'un tube cathodique est décrit dans une autre expérience. Si tu cliques sur le bouton On/Off, tu pourras allumer ou éteindre un faisceau d'électron.

s Oui, je peux voir cette petite tache verte qui est au milieu de l'écran.

s Pour commencer, tu vas modifier la position de ce spot en agissant sur un champ électrique :

  • Si tu cliques sur le bouton ←E, tu orientes le champ électrique vers la gauche et tu vas provoquer un déplacement du spot vers la droite
  • Si tu cliques sur le bouton E→, tu orientes le champ électrique vers la droite et tu vas provoquer un déplacement du spot vers la gauche

s Jusque là c'est plutôt simple. Si on a compris que l'électron qui est négatif, fait toujours l'inverse de ce qu'on lui demande.

s Cela va se compliquer si on applique un champ magnétique, car il faudra utiliser sa main gauche.

Règle de la main pour un champ magnétique vers la gauche s Si tu cliques sur le bouton ←B, tu orientes le champ magnétique vers la gauche et tu vas provoquer un déplacement du spot vers le haut. Le dessin de droite te montre une main dont les doigts sont orientés vers la gauche comme le champ magnétique et le pouce est orienté vers l'observateur. La paume indique que la force est vers le haut.

 Règle de la main pour un champ magnétique vers la droite s Si tu cliques sur le bouton B→, tu orientes le champ magnétique vers la droite et tu vas provoquer un déplacement du spot vers le bas. Le dessin de droite te montre une main dont les doigts sont orientés vers la droite comme le champ magnétique et le pouce est orienté vers l'observateur. La paume indique que la force est vers le bas.

Le jeu de l'ardoise magique et du champ magnétique

s Effectivement, la règle de la main est un moyen très simple pour se rappeler l'effet d'un champ magnétique sur une particule chargée ou un courant électrique. Et maintenant, si on passait à un petit jeu, pour se détendre un peu ?

s Le jeu que je te propose est d'utiliser cet écran et les différentes commandes du panneau de contrôle pour dessiner des lettres et des chiffres comme sur une ardoise magique. Pour sauter d'un point à un autre, il suffit d'éteindre momentanément le faisceau.

s Ce n'est pas un jeu facile, car le spot lumineux s'éteint progressivement et il faut se dépêcher pour terminer le dessin du caractère avant qu'il ne disparaisse.

Exemples pour le jeu de l'ardoise magique et du champ magnétique s Il faut que tu sois rapide. Il n'est pas possible de dessiner tous les caractères et tu trouveras des exemples sur l'illustration de droite. Lorsque tu sauras les dessiner tous, je peux te garantir que tu auras bien assimilé cette expérience sur le magnétisme.