The magnetic field · Le champ magnétique
| English | Français |
|---|---|
| magnetic field/mæɡˈnetɪk fiːld/ | champ magnétique |
| current/ˈkʌrənt/ | courant |
| permanent magnets/ˈpɜːmənənt ˈmæɡnɪts/ | aimants permanents |
| iron filings/ˈaɪən ˈfaɪlɪŋz/ | limaille de fer |
| field lines/fiːld laɪnz/ | lignes de champ |
| right-hand grip rule/raɪt hænd ɡrɪp ruːl/ | règle de la main droite |
| solenoid/ˈsəʊlənɔɪd/ | solénoïde |
| iron core/ˈaɪən kɔː/ | noyau de fer |
| electromagnets/ɪˌlektrəʊˈmæɡnɪts/ | électroaimants |
A field that ignores anything standing still
- Hold a stationary charge next to a powerful magnet and absolutely nothing happens. No force, no push, nothing.
- Set the same charge moving and it is suddenly shoved sideways, at right angles both to its motion and to the field.
- That selectivity is what makes a magnetic field different from an electric one, and it is the first thing the examiner asks you to state.
- This lesson is what a magnetic field 磁场 is, what produces one, and the field-line patterns you must be able to draw.
Un champ qui ignore tout ce qui est immobile
- Tenez une charge stationnaire à côté d'un aimant puissant et absolument rien ne se passe. Pas de force, pas de poussée, rien.
- Faites bouger cette même charge et elle est soudainement repoussée latéralement, perpendiculairement à la fois à son mouvement et au champ.
- Cette sélectivité est ce qui distingue un champ magnétique d'un champ électrique, et c'est la première chose que l'examinateur vous demande d'énoncer.
- Cette leçon porte sur ce qu'est un champ magnétique 磁场, ce qui en produit un, et les motifs de lignes de champ que vous devez savoir dessiner.
What a magnetic field is
- A magnetic field is a region in which a force acts on a moving charge, a current-carrying conductor or a magnetic material.
- The mark scheme wants the word force and one of those three objects. "A region around a magnet" on its own scores nothing.
- Note what is missing: a charge at rest feels no magnetic force at all. An electric field acts on any charge; a magnetic field is choosy.
Qu'est-ce qu'un champ magnétique
- Un champ magnétique est une région dans laquelle une force agit sur une charge mobile, un conducteur parcouru par un courant ou un matériau magnétique.
- Le barème exige le mot force et l'un de ces trois objets. « Une région autour d'un aimant » seul ne rapporte aucun point.
- Remarquez ce qui manque : une charge au repos ne ressent aucune force magnétique. Un champ électrique agit sur toute charge ; un champ magnétique est sélectif.
A magnetic field is a region where: · Un champ magnétique est une région où :
Magnetic forces act only on moving · en mouvement charges (and currents) — a charge at rest feels nothing. · Les forces magnétiques agissent uniquement sur des charges mobiles (et des courants) — une charge au repos ne ressent rien.
A magnetic field is a region in which a force acts on which of these? Select all · tout that apply. · Un champ magnétique est une région dans laquelle une force agit sur lesquels de ces éléments ? Sélectionnez tous ceux qui s'appliquent.
A stationary charge feels no magnetic force at all, which is exactly what distinguishes a magnetic field from an electric one. · Une charge stationnaire ne ressent aucune force magnétique, ce qui distingue exactement un champ magnétique d'un champ électrique.
What produces one
- Moving charges, which in practice means a current 电流 in a wire.
- Permanent magnets 永磁体, where the field comes from tiny atomic currents inside the material.
- Those are the same cause underneath. A permanent magnet is moving charge too, just on an atomic scale.
Iron filings 铁屑 turn an invisible field into something you can photograph
Ce qui en produit un
- Des charges mobiles, ce qui implique en pratique un courant 电流 dans un fil.
- Des aimants permanents 永磁体, où le champ provient de minuscules courants atomiques à l'intérieur du matériau.
- Ce sont les mêmes causes sous-jacentes. Un aimant permanent est aussi une charge mobile, juste à l'échelle atomique.
Les copeaux de fer 铁屑 transforment un champ invisible en quelque chose que l'on peut photographier
Which of these produce a magnetic field? · Quels de ces éléments produisent un champ magnétique ?
Moving charges and currents make magnetic fields; a permanent magnet does so via atomic currents. A still charge makes only an electric field. · Les charges mobiles et les courants créent des champs magnétiques ; un aimant permanent le fait via des courants atomiques. Une charge immobile ne crée qu'un champ électrique.
Field lines
- Outside a magnet, field lines 场线 run from N to S, and from S to N inside it, so they always form closed loops.
- Lines never cross, and closer lines mean a stronger field. Every line carries an arrow.
- The lines are strongest, that is closest together, near the poles.
Closed loops, crowded at the poles
Lignes de champ
- À l'extérieur d'un aimant, les lignes de champ 场线 vont de N à S, et de S à N à l'intérieur, formant toujours des boucles fermées.
- Les lignes ne se croisent jamais, et des lignes plus rapprochées signifient un champ plus fort. Chaque ligne porte une flèche.
- Les lignes sont les plus fortes, c'est-à-dire les plus rapprochées, près des ** pôles**.
Boucles fermées, tassées aux pôles
Magnetic field lab · Laboratoire sur le champ magnétique
Move between magnetic arrangements and see how field patterns change. · Passez entre différentes configurations magnétiques pour voir comment les motifs de champ changent.
Outside a magnet, the field lines run: · À l'extérieur d'un aimant, les lignes de champ vont :
Lines leave the N pole and enter the S pole outside, forming closed loops through the magnet. · Les lignes quittent le pôle N et entrent dans le pôle S à l'extérieur, formant des boucles fermées à travers l'aimant.
Magnetic field lines never cross. · Les lignes de champ magnétique ne se croisent jamais.
If they crossed, the field would point two ways at once — impossible. Closer lines just mean a stronger field. · Si elles se croisaient, le champ pointerait dans deux directions à la fois — impossible. Des lignes plus rapprochées signifient simplement un champ plus fort.
Field lines drawn closer together mean a ____ field. · Des lignes de champ tracées plus près les unes des autres signifient un champ ____.
Line spacing shows strength — closer lines, stronger field. · L'espacement des lignes montre l'intensité — des lignes plus rapprochées, un champ plus fort.
Worked example: drawing the field of a straight wire
- Draw four field lines around a long straight wire carrying current into the page.
- The lines are concentric circles centred on the wire. That is the first mark.
- Their spacing increases with distance, because the field weakens as you move away. That is the second.
- Every line carries an arrow, and for current into the page the direction is clockwise, by the right-hand grip rule 右手定则: thumb along the current, fingers curl the way the field points.
Exemple résolu : dessiner le champ d'un fil droit
- Dessinez quatre lignes de champ autour d'un long fil droit parcouru par un courant entrant dans la page.
- Les lignes sont des cercles concentriques centrés sur le fil. C'est la première marque.
- Leur espacement augmente avec la distance, car le champ faiblit en s'éloignant. C'est la deuxième.
- Chaque ligne porte une flèche, et pour un courant entrant dans la page, la direction est horaire, selon la règle de la main droite 右手定则 : pouce aligné sur le courant, doigts s'enroulant dans le sens du champ.
The patterns to know
- Bar magnet: curved lines from N to S outside, closest near the poles.
- Long straight wire: concentric circles, spacing widening with distance.
- Flat circular coil: the loops around the two sides reinforce through the centre, so the field there is at right angles to the plane of the coil and strongest at the centre. Seen from one face the coil is a north pole, from the other a south pole.
- Long solenoid 螺线管: many such coils in a row, so the field inside is nearly uniform and parallel to the axis, like a stretched bar magnet, and it falls off fast outside.
Uniform down the middle, and a bar magnet's field at the ends
Les motifs à connaître
- Aimant droit : lignes courbes de N à S à l'extérieur, plus rapprochées près des pôles.
- Long fil droit : cercles concentriques, espacement s'élargissant avec la distance.
- Bobine circulaire plate : les boucles des deux côtés se renforcent au centre, donc le champ y est perpendiculaire au plan de la bobine et le plus fort au centre. Vue d'une face, la bobine est un pôle nord, de l'autre un pôle sud.
- Solénoïde long 螺线管 : beaucoup de telles bobines en rangée, donc le champ à l'intérieur est presque uniforme et parallèle à l'axe, comme un aimant droit étiré, et il diminue rapidement à l'extérieur.
Uniforme au milieu, et champ d'un aimant droit aux extrémités
Drawing field lines round a straight wire is marked on which points? Select all · tout that apply. · Tracer des lignes de champ autour d'un fil droit figure sur quels points ? Sélectionnez tous ceux qui s'appliquent.
Circles, widening spacing, arrows. For current into the page the direction is clockwise, by the right-hand grip rule. · Cercles, espacement croissant, flèches. Pour un courant entrant dans la page, la direction est horaire, selon la règle de préhension de la main droite.
The iron core
- Putting an iron core 铁芯, or any ferrous material, inside a solenoid greatly increases the field.
- The reason, and this is the marked answer: the core becomes magnetised by the solenoid's field, and its own field adds to the field of the current.
- This is why electromagnets 电磁铁 and transformers are built around iron cores rather than air.
Le noyau de fer
- Insérer un noyau de fer 铁芯, ou tout matériau ferromagnétique, dans un solénoïde augmente considérablement le champ.
- La raison, et c'est la réponse attendue au barème : le noyau devient magnetisé par le champ du solénoïde, et son propre champ s'ajoute à celui du courant.
- C'est pourquoi les électroaimants 电磁铁 et les transformateurs sont construits autour de noyaux de fer plutôt qu'air.
What is the magnetic field like inside a long solenoid? · Quel est le champ magnétique à l'intérieur d'un solénoïde long ?
A solenoid is many coils in a row, so the field inside is uniform like a stretched bar magnet's, and it falls off fast outside. · Un solénoïde est une série de bobines, donc le champ à l'intérieur est uniforme comme celui d'un aimant bar étiré, et il décroît rapidement à l'extérieur.
Match each arrangement to the shape of its magnetic field. · Reliez chaque configuration à la forme de son champ magnétique.
All four are worth being able to draw from memory, with arrows and with spacing that shows where the field is strong. · Les quatre méritent d'être dessinés de mémoire, avec des flèches et un espacement montrant où le champ est fort.
Marks that slip away
- The definition needs the word force and one of: moving charge, current-carrying conductor, magnetic material. A stationary charge feels nothing.
- Field lines form closed loops: N to S outside, S to N inside. They never simply stop.
- A wire's field lines are concentric circles whose spacing widens, and each needs an arrow.
- An iron core works because it is magnetised and adds its own field, not because it "concentrates" or "attracts" the field.
Pièges qui font perdre des points
- La définition nécessite le mot force et l'un des éléments suivants : charge mobile, conducteur parcouru par un courant, matériau magnétique. Une charge stationnaire ne ressent rien.
- Les lignes de champ forment des boucles fermées : N à S à l'extérieur, S à N à l'intérieur. Elles ne s'arrêtent jamais simplement.
- Les lignes de champ d'un fil sont des cercles concentriques dont l'espacement s'élargit, et chacune doit porter une flèche.
- Un noyau de fer fonctionne parce qu'il est magnetisé et ajoute son propre champ, et non parce qu'il « concentre » ou « attire » le champ.
Why does an iron core greatly increase the field of a solenoid? · Pourquoi une âme en fer augmente-t-elle considérablement le champ d'un solénoïde ?
The core's atomic magnets line up and contribute their own field. That is the marked wording, and it is why electromagnets and transformers use iron cores. · Les aimants atomiques de l'âme s'alignent et contribuent par leur propre champ. C'est le libellé attendu, et c'est pourquoi les électroaimants et transformateurs utilisent des âmes en fer.
You've got it
- a magnetic field is a region where a force acts on a moving charge, a current-carrying conductor or a magnetic material; a stationary charge feels nothing
- it is produced by moving charges or by permanent magnets, which are atomic currents
- field lines run N to S outside and S to N inside, forming closed loops; they never cross, and closer means stronger
- patterns: bar magnet, concentric circles round a wire by the right-hand grip rule, a coil acting as a small magnet, and a solenoid uniform inside; an iron core is magnetised and adds its own field
Vous avez compris
- un champ magnétique est une région où une force agit sur une charge mobile, un conducteur parcouru par un courant ou un matériau magnétique ; une charge stationnaire ne ressent rien
- il est produit par des charges mobiles ou par des aimants permanents, qui sont des courants atomiques
- les lignes de champ vont de N à S à l'extérieur et de S à N à l'intérieur, formant des boucles fermées ; elles ne se croisent jamais, et plus rapprochées signifie plus fort
- motifs : aimant droit, cercles concentriques autour d'un fil selon la règle de la main droite, une bobine agissant comme un petit aimant, et un solénoïde uniforme à l'intérieur ; un noyau de fer est magnetisé et ajoute son propre champ