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électromagnétisme (MP) · Chapitre 3 · Application directe du cours

Contour mal choisi

Magnétostatique · niveau 1 (application)

Énoncé

Un fil rectiligne infini, confondu avec l'axe , porte . On applique le théorème d'Ampère à un carré de côté centré sur le fil, dans un plan perpendiculaire, puis à un cercle qui n'entoure pas le fil. Montrer que le théorème est vérifié dans les deux cas, mais qu'aucun ne permet d'obtenir . Conclure sur le choix du contour.

Corrigé

Le carré. Avec , sur le côté (), parcouru selon , seule compte la composante :

Les quatre côtés donnent : le théorème est vérifié. Mais sur le carré, n'est ni tangent ni de norme constante : l'inconnue reste sous une intégrale où et l'angle varient, et une seule équation ne détermine pas une fonction.
Le cercle extérieur. Il n'enlace aucun courant : la circulation est nulle, ce qui est vrai, alors que le champ ne l'est pas sur ce cercle ; le théorème n'apprend rien.
Conclusion. Le théorème est toujours vrai ; il ne donne le champ que si l'on a choisi, après l'étude des symétries, un contour formé de portions où est tangent et de norme constante, ou perpendiculaire : ici, un cercle centré sur le fil, qui est une ligne de champ.

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