électromagnétisme (PC) · Chapitre 4 · Application directe du cours
Maxwell en ARQS et extension des champs statiques
Équations de Maxwell · niveau 2
Énoncé
Un long solénoïde de rayon , à spires par mètre, est parcouru par .
- Écrire les équations de Maxwell dans le cadre de l'ARQS magnétique. En déduire le champ magnétique à l'intérieur.
- En déduire le champ électrique induit, puis le courant de déplacement qu'il entraîne. Le courant de déplacement crée un champ magnétique correctif ; montrer que l'écart relatif entre le champ au centre et le champ au bord est . Valeur à , puis à . Conclure.
Corrigé
- En ARQS : , , , . La dernière est celle de la magnétostatique : le théorème d'Ampère s'applique à chaque instant, et le champ du solénoïde infini garde son expression statique avec la valeur instantanée du courant, à l'intérieur.
- Maxwell--Faraday intégrale sur un cercle de rayon : . Le courant de déplacement est orthoradial, comme les courants d'un solénoïde : il crée un champ axial correctif tel que (Maxwell--Ampère, composante sur ). Avec , on intègre de à : . À , et l'écart vaut : l'ARQS est parfaite. À , il vaut : encore petit, mais il croît comme , et l'ARQS cesse quand approche .
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