Les lignes de champ

Les lignes de champ

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Cours de physique – niveau classe de première S – partie « Lois et modèles – Champs et forces » 

  1. Qu’est-ce qu’une ligne de champ ?
  2. Conventions d’écriture
  3. Lignes de champ d’un champ uniforme
  4. Les lignes de champ électrique
  5. Les lignes de champ magnétique
  6. Lignes de champ de gravitation

Qu’est-ce qu’une ligne de champ ?

Ce sont des courbes orientées qui traduisent les caractéristiques d’un champ vectoriel dans une zone de l’espace.

Elles permettent de déterminer la direction et l’orientation du champ, elles reflètent aussi son intensité.

Conventions d’écriture

Par définition une ligne de champ est, en chacun de ses points, tangente au vecteur champ et possède la même orientation.

Exemple:

Ligne de champ et champ électrique

Par ailleurs l’espacement des ligne de champs dans une zone de l’espace y reflète l’intensité du champ:

  • Plus les lignes sont proches les unes des autres et plus le champ est intense.
  • Plus les lignes sont éloignées plus le champ est de faible intensité.

Cas particulier

Si une ligne de champs correspond à une droite alors le champ possède en tous ses points la même direction et le même sens (mais pas nécessairement la même valeur).

champ électrique associée à une ligne de champ rectiligne
Champ électrique associée à une ligne de champ rectiligne

Lignes de champ d’un champ uniforme

Si dans une zone de l’espace un champ est uniforme alors ses lignes sont toutes parallèles entre elles et possèdent toutes le même espacement.

Lignes de champ d'un champ uniforme
Lignes de champ d’un champ uniforme

Les champs électriques, magnétiques et de pesanteur peuvent être uniformes sous certaines conditions liées principalement à la répartition de leurs sources.

Les lignes de champ électrique

Tout comme le Champ électrique elles sont orientées des charges positives vers les charges négatives.

Exemple

Lignes du champ électrique d'une charge positive
Lignes du Champ électrique d’une charge positive

 

Les lignes de champ magnétique

Elles sont orientées du pôle nord vers le pôle sud.

Exemple

Lignes du champ magnétique d'un aimant droit
Lignes du champ magnétique d’un aimant droit

Il est possible de visualiser les lignes de champ d’un aimant en disposant à proximité de la poudre de fer. Les grains de cette poudre s’orientent alors dans la même direction que le champ et s’associent en des formant des filaments qui coïncident avec les lignes de champ.

Lignes de champ de gravitation

Elles sont orientées vers le centre de gravité du système à l’origine de champ.

Exemple

Lignes du champ de gravitation de la Terre
Lignes du champ de gravitation de la Terre

 

Notions de seconde à réviser

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