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Lequel des quatre schémas montre correctement les lignes de champ du champ magnétique créé autour d’un fil conducteur de courant ?
En regardant ces schémas, nous voyons que chacun a un fil étant traversé par du courant, soit dans ou hors de la page ou, dans notre cas, de l’écran. Chaque schéma montre des lignes de champ magnétique avec des sens indiqués autour du fil. Nous voulons déterminer lequel des quatre schémas montre correctement les lignes de champ étant donné le sens du courant. Pour commencer à réfléchir à cela, libérons un peu d’espace sur l’écran, puis rappelons une règle qui nous aide à déterminer le sens du champ magnétique en fonction du sens du courant.
Chaque fois que nous avons un fil conducteur de courant, disons un fil comme celui-ci, une fois que nous connaissons le sens du courant dans le fil, disons que dans ce cas, il se déplace de gauche à droite, nous pouvons utiliser ce qu’on appelle la règle de la main droite pour déterminer la façon dont le champ magnétique se comporte autour de ce fil. La façon dont cette règle fonctionne est que nous prenons notre main droite et nous la plaçons suivant le fil, de sorte que notre pouce pointe dans le même sens que le courant qui circule. Une fois que nous avons fait cela, l’étape suivante consiste à enrouler nos doigts autour du fil de la manière dont ils se plient naturellement. Ce sens, le sens selon lequel nos doigts tournent, est le sens vers lequel pointe le champ magnétique autour de ce fil droit.
Si nous dessinions des lignes de champ pour ce fil, ce seraient des cercles concentriques autour du fil qui pointent dans le sens indiqué. Nous allons appliquer le test de la règle de la main droite à chacun de ces quatre schémas, pour voir lequel des quatre relie correctement le sens du courant au sens du champ magnétique. Commençons par le schéma a. Celui-ci dit que le fil de cuivre transporte du courant pointant dans l’écran. Nous pouvons codifier cela avec un x. Si nous devons ensuite appliquer notre règle de la main droite, alors notre première étape consiste à mettre notre main droite suivant le fil de telle sorte que notre pouce, c’est cette partie ici, puisse pointer dans le même sens que le courant, dans ce cas, dans l’écran.
Ensuite, notre prochaine étape consiste à enrouler les doigts de la manière dont ils se courbent naturellement. Nous voyons cependant que cela est dans le sens des aiguilles d’une montre, alors que les têtes des flèches sur ces lignes de champ magnétique sont dans le sens inverse des aiguilles d’une montre. Cela nous indique que pour le schéma a, le sens des lignes de champ magnétique ne correspond pas au sens du courant.
Passons maintenant au schéma b. Dans ce cas, nous voyons que le courant se déplace maintenant hors de l’écran. Nous allons représenter cela par un point au centre de ce fil. Une fois de plus, nous allons prendre notre main droite et la placer suivant le fil et pointer notre pouce dans le même sens que le courant traversant le fil. Dans ce cas, c’est hors de l’écran. Ensuite, comme précédemment, nous allons enrouler nos doigts autour du fil et le sens de la courbure indique le sens réel du champ magnétique autour de ce fil. Mais remarquez, le sens de cette flèche est l’inverse de celui des aiguilles d’une montre. Mais les pointes des flèches sur les lignes de champ magnétique indiquent le sens des aiguilles d’une montre. Cela signifie que pour l’option b également, nous ne trouvons pas les lignes de champ magnétique pointant dans le bon sens.
Ensuite, continuons avec l’option c, dans ce cas, le fil achemine le courant dans l’écran. Nous allons donc indiquer cela, comme nous l’avons fait dans le schéma a, avec un x. Et comme dans le schéma a, lorsque nous appliquons la règle de la main droite, nous trouvons nos doigts enroulés dans le sens des aiguilles d’une montre. Mais dans ce cas, pour le schéma c, ce sens est en accord avec le sens indiqué sur les lignes de champ magnétique.
Pour le moment, il semble que le schéma c ait une relation correcte entre le sens du courant dans le fil et le sens du champ magnétique autour du fil. Regardons quand même le schéma d pour terminer. Dans ce cas, le courant entre dans la page ou dans l’écran. Nous allons l’indiquer une fois de plus avec un x. Et comme auparavant, la règle de la main droite indique que les lignes de champ magnétique doivent dans ce cas se déplacer dans le sens des aiguilles d’une montre. Nous voyons cependant que l’une de ces têtes de flèche se déplace de cette façon. Mais deux d’entre elles ne le font pas. Donc, cela nous dit que l’option d n’est pas notre bon choix non plus. Donc, on en revient à l’option c. C’est la seule représentation correcte, sur ces quatre schéma, du sens des lignes de champ magnétique autour d’un fil conducteur de courant.
