Champ magnétique

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Le champ magnétique est une grandeur physique engendrée par le déplacement de charges électriques (courant électrique), ou la proximité d'un matériau ayant une perméabilité magnétique non nulle (un aimant). Le champ généré est capable d'exercer une force sur d'autres charges électriques en mouvement, ou de matériaux ayant une susceptibilité magnétique non nulle.

Il affecte le déplacement des particules chargées en infléchissant leur trajectoire, mais sans modifier la grandeur de leur vitesse. Il est ainsi utilisé pour courber leur trajectoire dans les accélérateurs de particules.

Le champ magnétique naît de deux phénomènes :

Le déplacement d'une particule chargée crée un tel champ,
Certaines particules possèdent un moment magnétique permanent : elles génèrent autour d'elles un champ magnétique.

Tout courant génère un champ magnétique : il s'agit d'un déplacement de charges. C'est le principe des électroaimants. Plus le courant est intense, plus le champ magnétique généré est intense.

Le champ magnétique terrestre protège la terre parce qu'en courbant la trajectoire des particules chargées issues du soleil, il les détourne (voir magnétosphère). Ce champ est principalement d'origine interne et est créé par des effets magnéto-hydrodynamiques se produisant dans le noyau externe en fer liquide.

Une assemblée de molécules ou de particules possédant un moment magnétique, si les moments sont orientés dans une même direction en majorité, forme ce qu'on appelle un aimant permanent. À noter que le fait qu'ils s'orientent tous de la même manière ne peut être expliqué que d'un point de vue quantique (principe d'exclusion et hamiltonien de Heisenberg) - même si des moments magnétiques ont tendance à s'aligner sur le champ magnétique.

Dans le vide, le champ généré en un point P par une charge en mouvement q, située en un point O et se déplaçant à la vitesse <math>\vec{v}</math>, est donné par la relation suivante :
B = qv

avec B en teslas (T), q en coulombs (C), v en mètres par seconde (m/s), OP en mètres (m), et μ₀ la perméabilité magnétique du vide qui vaut 4π.10^-7m.kg.C^-2.